JP6021647B2 - Method for production and purification of recombinant lysosomal alpha-mannosidase - Google Patents

Method for production and purification of recombinant lysosomal alpha-mannosidase Download PDF

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Description

発明の技術分野
本発明は、組み換えα-マンノシダーゼの精製方法、α-マンノシダーゼの生産方法、α-マンノシダーゼを含む組成物、該組成物の医薬としての使用、α-マンノシドーシス処置用の医薬としての使用、ならびにα-マンノシドーシスの処置および/またはα-マンノシドーシスの症状の軽減方法に関する。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for purifying recombinant α-mannosidase, a method for producing α-mannosidase, a composition containing α-mannosidase, the use of the composition as a medicament, and a medicament for treating α-mannosidosis. And the method of treating α-mannosidosis and / or reducing the symptoms of α-mannosidosis.

発明の背景
α-マンノシドーシス
α-マンノシドーシスは、世界中で1/1,000,000〜1/500,000の頻度で起こる劣性の常染色体疾患である。マンノシドーシスは、ヨーロッパ、アメリカ、アフリカ、そしてアジアにおけるすべての民族集団において見られる。この疾患は、リソソーム貯蔵障害に対する高品位の診断サービスを提供するすべての国において、同程度で検出されている。彼らは、見かけ上は健常者として生まれてくるが、疾患の症状が進行していく。α-マンノシドーシスは、非常に重度から非常に軽度の形態の範囲で臨床的多様性を示す。典型的な臨床症状は、精神遅滞、骨格変化、回帰感染を引き起こす免疫系の障害、聴力障害であり、この疾患は多くの場合、典型的な顔の特徴、例えば、粗な顔貌(coarse face)、突き出た額、扁平な鼻梁、小さい鼻、広い口を伴う。その最も重度の症例(マンノシドーシス1型)では、子供達は肝脾腫大症を患い、生後1年以内に死亡する。この早い死は、この疾患により引き起こされる免疫不全に起因する重度の感染により引き起こされると考えられている。それよりも軽度の症例(マンノシドーシス2型)においては、患者は通常、成人年齢に達する。患者は骨格が脆弱であるため、20歳から40歳で車椅子が必要となる。この疾患は、びまん性の脳機能不全を引き起こし、多くの場合、それによってもたらされる低い精神能力が、単純な読み書きのような最も基礎的な技能以外のあらゆるものを排除する。聴力不能およびその他の臨床兆候に関連するこれらの問題は患者の自立的生活を妨げ、その結果、一生涯の介護が必要となる。
Background of the Invention
α-Mannosidosis α-Mannosidosis is a recessive autosomal disorder that occurs at a frequency of 1 / 1,000,000 to 1 / 500,000 worldwide. Mannosidosis is found in all ethnic groups in Europe, America, Africa, and Asia. This disease has been detected to a similar extent in all countries that provide high-grade diagnostic services for lysosomal storage disorders. Although they appear born as healthy people, the symptoms of the disease progress. α-Mannosidosis exhibits clinical diversity in the range of very severe to very mild forms. Typical clinical symptoms are mental retardation, skeletal changes, immune system disorders that cause recurrent infections, hearing impairments, which are often typical facial features such as coarse faces. Accompanied by protruding forehead, flat nose bridge, small nose, wide mouth. In its most severe case (mannosidosis type 1), children suffer from hepatosplenomegaly and die within the first year of life. This premature death is believed to be caused by a severe infection resulting from the immunodeficiency caused by the disease. In milder cases (mannosidosis type 2), patients usually reach adult age. Because patients have a weak skeleton, they need a wheelchair between the ages of 20 and 40. This disease causes diffuse brain dysfunction, and in many cases the low mental ability that results in it excludes everything but the most basic skills such as simple reading and writing. These problems associated with hearing loss and other clinical signs interfere with the patient's independence and, as a result, require lifelong care.

リソソームα-マンノシダーゼ
α-マンノシドーシスは、リソソームα-マンノシダーゼ(LAMAN、EC3.2.1.24)の活性欠損に起因する。この疾患は、マンノース高含有オリゴ糖、すなわち非還元末端にα1,2-、α1,3-およびα1,6-マンノシル残基を有するオリゴ糖の過剰な細胞内蓄積により特徴付けられる。これらのオリゴ糖は主に、N結合型オリゴ糖を含む糖タンパク質のリソソーム内分解から生じる。しかし、一部はドリコール結合型オリゴ糖の異化およびプロテアソームによる分解のためにサイトゾルに行き先変更された折りたたみ異常の糖タンパク質から生じる(Hirsch et al. EMBO J. 22, 1036-1046, 2003(非特許文献1)およびSaint-Pol et al. J. Biol. Chem. 274, 13547-13555, 1999(非特許文献2))。そのリソソーム蓄積は、全脳領域の神経細胞を含む広範囲の細胞型および組織において観察される。LAMANは、N結合型糖タンパク質の段階的分解において、α-D-マンノシド中のこれらの末端非還元α-D-マンノース残基を非還元末端から加水分解していくエキソグリコシダーゼである(Aronson and Kuranda FASEB J 3: 2615-2622. 1989(非特許文献3))。そのヒト前駆体酵素は、49残基のシグナルペプチドを含む1011アミノ酸の単鎖ポリペプチドとして合成される。この前駆体は、リソソーム中で15、42および70 kDの3つの主要な糖ペプチドにタンパク質分解処理され、成熟酵素となる。70 kDの糖ペプチドはさらに処理されて、ジスルフィド架橋により連結される3つのサブユニットとなる(Berg et al. Mol. Gen. and Metabolism 73, 18-29, 2001(非特許文献4), Nilssen et al. Hum. Mol. Genet. 6, 717-726. 1997(非特許文献5))。
Lysosomal α-mannosidase α -mannosidosis results from a deficient activity of lysosomal α-mannosidase (LAMAN, EC 3.2.1.24). This disease is characterized by excessive intracellular accumulation of mannose-rich oligosaccharides, ie oligosaccharides having α1,2-, α1,3- and α1,6-mannosyl residues at the non-reducing end. These oligosaccharides arise primarily from lysosomal degradation of glycoproteins containing N-linked oligosaccharides. However, some arise from glycoproteins with misfolding that have been redirected to the cytosol due to catabolism and degradation by the proteasome of dolichol-linked oligosaccharides (Hirsch et al. EMBO J. 22, 1036-1046, 2003 (non- Patent Document 1) and Saint-Pol et al. J. Biol. Chem. 274, 13547-13555, 1999 (Non-Patent Document 2)). Its lysosomal accumulation is observed in a wide range of cell types and tissues, including neurons in the whole brain region. LAMAN is an exoglycosidase that hydrolyzes these terminal non-reducing α-D-mannose residues in α-D-mannosides from the non-reducing end in the stepwise degradation of N-linked glycoproteins (Aronson and Kuranda FASEB J 3: 2615-2622. 1989 (non-patent document 3)). The human precursor enzyme is synthesized as a 1011 amino acid single chain polypeptide containing a 49 residue signal peptide. This precursor is proteolytically processed into lysosomes into three major glycopeptides of 15, 42 and 70 kD to become mature enzymes. The 70 kD glycopeptide is further processed into three subunits linked by disulfide bridges (Berg et al. Mol. Gen. and Metabolism 73, 18-29, 2001, Nilssen et al.). al. Hum. Mol. Genet. 6, 717-726. 1997 (non-patent document 5)).

リソソームα-マンノシダーゼ遺伝子
LAMANをコードする遺伝子(MANB)は、第19染色体(19cen-q12)に位置する(Kaneda et al. Chromosoma 95: 8-12. 1987(非特許文献6))。MANBは、21.5kbにまたがる24個のエクソンからなる(GenBankアクション番号U60885-U60899; Riise et al. Genomics 42: 200-207, 1997(非特許文献7))。LAMAN転写物は、>>3,500ヌクレオチド(nts)であり、1,011アミノ酸をコードするオープンリーディングフレームを含む(GenBank U60266.1)。
Lysosomal α-mannosidase gene
The gene encoding LAMAN (MANB) is located on chromosome 19 (19cen-q12) (Kaneda et al. Chromosoma 95: 8-12. 1987 (Non-patent Document 6)). MANB consists of 24 exons spanning 21.5 kb (GenBank action number U60885-U60899; Riise et al. Genomics 42: 200-207, 1997 (non-patent document 7)). The LAMAN transcript is >> 3,500 nucleotides (nts) and contains an open reading frame encoding 1,011 amino acids (GenBank U60266.1).

LAMANをコードするヒトcDNAのクローニングおよび配列決定は、3つの文献で発表されている(Nilssen et al. Hum. Mol. Genet. 6, 717-726. 1997(非特許文献5); Liao et al. J. Biol. Chem. 271, 28348-28358. 1996(非特許文献8); Nebes et al. Biochem. Biophys. Res. Commun. 200, 239-245. 1994(非特許文献9))。奇妙なことに、3つの配列は同一ではない。Nilssen et alの配列(アクセッション番号U60266.1)と比較すると、バリンからアスパラギン酸への置換をもたらす1670および1671位のTAからATへの変化がLiao et al.およびNebes et al.により見出された。また、アミノ酸配列におけるいかなる変化も生じない1152位のCからAへの変化も見出された。   Cloning and sequencing of the human cDNA encoding LAMAN has been published in three publications (Nilssen et al. Hum. Mol. Genet. 6, 717-726. 1997); Liao et al. J. Biol. Chem. 271, 28348-28358. 1996 (Non-patent document 8); Nebes et al. Biochem. Biophys. Res. Commun. 200, 239-245. 1994 (Non-patent document 9)). Oddly enough, the three sequences are not identical. Compared to the sequence of Nilssen et al (accession number U60266.1), Liao et al. And Nebes et al. Found changes from TA to AT at positions 1670 and 1671 resulting in substitution of valine to aspartic acid. It was done. A change from C to A at position 1152 was also found that did not cause any change in the amino acid sequence.

診断
α-マンノシドーシスの診断は、現時点では、臨床評価、尿中のマンノース高含有オリゴ糖の検出ならびに様々な細胞型、例えば白血球、線維芽細胞および羊膜細胞におけるα-マンノシダーゼ活性の直接測定に基づいている(Chester et al., In: Durand P, O'Brian J (eds) Genetic errors of glycoprotein metabolism. Edi-Ermes, Milan, pp 89-120. 1982(非特許文献10); Thomas and Beaudet. In: Scriver CR, Beaudet AL, Sly WA, Valle D (eds) The metabolic and molecular bases of inherited disease. Vol 5. McGraw-Hill, New York, pp 2529-2562. 1995(非特許文献11))。
Diagnosis of α-mannosidosis is currently available for clinical evaluation, detection of urinary mannose-rich oligosaccharides and direct measurement of α-mannosidase activity in various cell types such as leukocytes, fibroblasts and amniotic cells. (Chester et al., In: Durand P, O'Brian J (eds) Genetic errors of glycoprotein metabolism. Edi-Ermes, Milan, pp 89-120. 1982; Thomas and Beaudet. In: Scriver CR, Beaudet AL, Sly WA, Valle D (eds) The metabolic and molecular bases of inherited disease. Vol 5. McGraw-Hill, New York, pp 2529-2562. 1995 (Non-patent Document 11)).

多くの場合、症状は当初穏やかであり、生化学的診断が困難であるため、診断はしばしば疾患過程の後半期に行われる。患者およびその家族が早期診断から大きな利益を享受することは明らかである。   In many cases, the diagnosis is often made late in the course of the disease, since the symptoms are initially mild and difficult to biochemically diagnose. It is clear that patients and their families will benefit greatly from early diagnosis.

動物モデル
α-マンノシドーシスは、ウシ(Hocking et al. Biochem J 128: 69-78. 1972(非特許文献12))、ネコ(Walkley et al. Proc. Nat. Acad. Sci. 91: 2970-2974, 1994(非特許文献13))およびモルモット(Crawley et al. Pediatr Res 46: 501-509, 1999(非特許文献14))において述べられている。最近、α-マンノシダーゼ遺伝子の特異的破壊によりマウスモデルが作製された(Stinchi et al. Hum Mol Genet 8: 1366-72, 1999(非特許文献15))。
Animal model α-mannosidosis has been reported in cattle (Hocking et al. Biochem J 128: 69-78. 1972 (Non-patent Document 12)) and cats (Walkley et al. Proc. Nat. Acad. Sci. 91: 2970- 2974, 1994 (Non-Patent Document 13)) and guinea pigs (Crawley et al. Pediatr Res 46: 501-509, 1999 (Non-Patent Document 14)). Recently, a mouse model was created by specific disruption of the α-mannosidase gene (Stinchi et al. Hum Mol Genet 8: 1366-72, 1999 (Non-patent Document 15)).

ヒトの場合のように、α-マンノシダーゼは、リソソームα-マンノシダーゼをコードする遺伝子における特定の変異によって生じるようである。Berg et al.(Biochem J. 328: 863-870. 1997)(非特許文献16)は、ネコ肝臓リソソームα-マンノシダーゼの精製およびそのcDNA配列の決定を報告している。その活性酵素は3つのポリペプチドからなり、それらの分子量は72、41および12 kDと報告されている。ヒト酵素と同様に、ネコ酵素は、成熟酵素の3つのポリペプチドに切断される957アミノ酸のポリペプチド鎖が50アミノ酸の推定シグナルペプチドの後に続く単鎖前駆体として合成されることが実証された。その推定アミノ酸配列は、ヒト配列およびウシ配列と、それぞれ81.1%および83.2%同一であった。疾患を有するペルシャネコで4 bpの欠失が同定され;この欠失により、コドン583からのフレームシフトおよびコドン645での早期終結が起こっていた。このネコの肝臓では酵素活性が検出できなかった。軽度の表現型を示すペット用長毛ネコは、正常の2%の酵素活性を有し;このネコは4 bp欠失を有さなかった。Tollersrud et al.(Eur J Biochem 246: 410-419. 1997)(非特許文献17)は、ウシ腎臓酵素を均質になるまで精製し、その遺伝子をクローニングした。この遺伝子は、16 kbにまたがる24個のエクソンで構成されるものであった。その遺伝子配列に基づき、同著者らはウシにおける2つの変異を同定した。   As in humans, α-mannosidase appears to be caused by specific mutations in the gene encoding lysosomal α-mannosidase. Berg et al. (Biochem J. 328: 863-870. 1997) (Non-Patent Document 16) reports the purification of feline liver lysosomal α-mannosidase and determination of its cDNA sequence. The active enzyme consists of three polypeptides and their molecular weights have been reported to be 72, 41 and 12 kD. Like the human enzyme, the feline enzyme has been demonstrated to be synthesized as a single-chain precursor of a 957 amino acid polypeptide chain that is cleaved into three polypeptides of the mature enzyme followed by a putative signal peptide of 50 amino acids. . Its deduced amino acid sequence was 81.1% and 83.2% identical to the human and bovine sequences, respectively. A 4 bp deletion was identified in diseased Persian cats; this deletion caused a frameshift from codon 583 and premature termination at codon 645. No enzyme activity could be detected in the cat liver. Pet longhair cats with a mild phenotype had 2% normal enzyme activity; this cat had no 4 bp deletion. Tollersrud et al. (Eur J Biochem 246: 410-419. 1997) (Non-Patent Document 17) purified bovine kidney enzyme to homogeneity and cloned its gene. This gene was composed of 24 exons spanning 16 kb. Based on its gene sequence, the authors identified two mutations in cattle.

α-マンノシドーシスの治療に関する医学的要望
マンノース高含有オリゴ糖の蓄積に起因する臨床兆候の深刻さに鑑みて、α-マンノシドーシスに対する効果的な処置が欠如していることが十分に認識されている。現時点で、この疾患の処置における主要な治療上の選択肢は、骨髄移植であるが、将来の代替法の候補として酵素置換療法を推進することが本発明の目的である。
Medical needs for the treatment of α-mannosidosis Fully recognized that there is a lack of effective treatment for α-mannosidosis in view of the severity of clinical signs resulting from the accumulation of high mannose oligosaccharides Has been. At present, the primary therapeutic option in the treatment of this disease is bone marrow transplantation, but it is an object of the present invention to promote enzyme replacement therapy as a candidate for future alternatives.

骨髄移植
1996年、Walkley et al.(Proc. Nat. Acad. Sci. 91: 2970-2974, 1994(非特許文献13))は、1991年にマンノシドーシスを有する3匹の子ネコを骨髄移植(BMT)により処置したとする論文を発表した。屠殺した2匹の動物において、正常化は、身体だけでなく、より重要なことであるが、脳においても観察された。第3のネコは、6年後も良好であった。通常、未処置のネコは3〜6ヶ月以内に死亡する。1987年、マンノシドーシスを有する子供がBMT処置を受けた(Will et al. Arch Dis Child 1987 Oct; 62(10): 1044-9(非特許文献18))。彼は、18週後に手術関連合併症により死亡した。脳においては、わずかな酵素活性しか見いだされなかった。この残念な結果は、死亡前の強い免疫抑制処置、またはBMT後に脳において酵素活性が増加するまで時間がかかるということにより説明することができる。ドナーが、母親(キャリアとして50%未満の酵素活性を有していると予想されていたはずである)であったことや、または、人間におけるBMTは脳の酵素機能に対して効果を有さないということかもしれない。結果にばらつきがあるものの、数例の骨髄移植の取り組みは、生着の成功によりα-マンノシドーシスの臨床兆候が少なくとも部分的に是正できることを示している。しかし、ヒトに対する治療として骨髄移植を適用した際の深刻な手術関連合併症を減らす試みは、今なお成功に至っていない。
Bone marrow transplantation
In 1996, Walkley et al. (Proc. Nat. Acad. Sci. 91: 2970-2974, 1994) reported that three kittens with mannosidosis were bone marrow transplanted (BMT) in 1991. ) Was published. In two sacrificed animals, normalization was observed not only in the body, but more importantly in the brain. The third cat was good after 6 years. Usually, untreated cats die within 3-6 months. In 1987, a child with mannosidosis was treated with BMT (Will et al. Arch Dis Child 1987 Oct; 62 (10): 1044-9 (Non-patent Document 18)). He died 18 weeks later due to surgical complications. Only a small amount of enzyme activity was found in the brain. This unfortunate result can be explained by a strong immunosuppressive treatment before death, or by the time it takes for enzyme activity to increase in the brain after BMT. The donor was a mother (which should have been expected to have less than 50% enzyme activity as a carrier), or BMT in humans has an effect on brain enzyme function Maybe not. Although results vary, several bone marrow transplant efforts have shown that successful engraftment can at least partially correct the clinical signs of α-mannosidosis. However, attempts to reduce serious surgical complications when applying bone marrow transplantation as a treatment for humans have not been successful.

酵素置換療法
リソソーム蓄積症が発見されたとき、これは酵素置換により処置できるであろうと期待されていた。酵素置換療法は、ゴーシェ病において有効であることが証明されている。外因性リソソームグルコセレブロシダーゼを患者に注射すると、この酵素は酵素欠損細胞に取り込まれる(Barton et al. N Engl J Med 324: 1464-1470(非特許文献19))。そのような取り込みは、細胞表面上の特定の受容体、例えば細胞の表面にほぼ遍在するマンノース-6-リン酸受容体ならびにその他の受容体、例えば単球/マクロファージ細胞系の細胞および肝細胞のような特定の細胞型に制限されるアシアロ糖タンパク質受容体およびマンノース受容体により制御される。したがってこの酵素の細胞取り込みは、そのグリコシル化プロフィールに大きく依存する。適切に設計された場合、この欠損酵素は、糖尿病患者にインスリンを投与するのと同じ様式の外因性酵素の定期的注射により置換され得る。精製された活性なリソソームα-マンノシダーゼを酵素欠損線維芽細胞の培地に添加するインビトロ研究は、リソソーム基質の蓄積の是正を示した。他方、インビボ処置は、部分的に、大規模生産および精製手順の困難さに起因する十分量の酵素の生産の問題、ならびに外因性酵素に対する免疫反応に起因する合併症により妨げられている。
Enzyme replacement therapy When lysosomal storage disease was discovered, it was expected that this could be treated by enzyme replacement. Enzyme replacement therapy has proven effective in Gaucher disease. When exogenous lysosomal glucocerebrosidase is injected into a patient, the enzyme is taken up by enzyme-deficient cells (Barton et al. N Engl J Med 324: 1464-1470). Such uptake is due to specific receptors on the cell surface, such as mannose-6-phosphate receptors that are almost ubiquitous on the surface of the cell and other receptors, such as cells of the monocyte / macrophage cell line and hepatocytes Are regulated by asialoglycoprotein receptors and mannose receptors which are restricted to specific cell types such as The cellular uptake of this enzyme is therefore highly dependent on its glycosylation profile. When properly designed, this defective enzyme can be replaced by regular injections of exogenous enzymes in the same manner that insulin is administered to diabetic patients. In vitro studies in which purified active lysosomal α-mannosidase was added to the medium of enzyme-deficient fibroblasts showed correction of lysosomal substrate accumulation. On the other hand, in vivo treatment has been hampered, in part, by problems of producing sufficient amounts of enzyme due to difficulties in large-scale production and purification procedures, and complications resulting from immune responses to exogenous enzymes.

しかし、より重要なことは、主要な神経学的要素に関連するリソソーム蓄積症、例えば、臨床兆候が中枢神経系内でのリソソーム蓄積亢進に関連するα-マンノシドーシス、に対して特別な考慮を向けることである。というのも、酵素置換療法は、ゴーシェ病の急性神経障害性亜種に対しては有効であることが証明されていないのである(Prows et al. Am J Med Genet 71: 16-21(非特許文献20))。   More importantly, however, special consideration is given to lysosomal storage diseases associated with major neurological elements, such as α-mannosidosis, where clinical signs are associated with increased lysosomal accumulation in the central nervous system. Is directed. This is because enzyme replacement therapy has not proven to be effective against acute neuropathic variants of Gaucher disease (Prows et al. Am J Med Genet 71: 16-21) Reference 20)).

治療用酵素の脳への送達は、これらの大型分子が血液脳関門を通じて輸送されないことにより妨げられる。脳において治療剤の効果を得るためには血液脳関門を避けなければならないという一般的知見から、多種多様な送達システムの利用が検討された。これらには、浸潤性技術、例えば、例えばマンニトールを用いる血液脳関門の浸透圧による開口、および非浸潤性技術、例えばキメラ酵素の受容体を介したエンドサイトーシス、が含まれる。酵素置換法では酵素を定期的に投与する必要があると考えられるため、浸潤性技術の使用は避けた方がよい。非浸潤性技術の使用は、最近になってようやく、動物モデルにおいて期待の持てる結果が提供された(α-マンノシドーシスについて下記参照、その他のリソソーム障害については、例えば、Grubb et al. PNAS 2008, 105(7) pp.2616-2621(非特許文献21)参照)。内蔵器官および髄膜における蓄積の減少が、脳に送達されるオリゴ糖量を減少させ得ると考えられている。しかし、このような考え方は、神経学的損傷が中心的でありかつ重篤であるリソソーム障害に適用可能とは思われていない(Neufeld, E. F. Enzyme replacement therapy, in "Lysosomal disorders of the brain" (Platt, F. M. Walkley, S. V :eds Oxford University Press)(非特許文献22)。   Delivery of therapeutic enzymes to the brain is hampered by the fact that these large molecules are not transported across the blood brain barrier. From the general knowledge that the blood-brain barrier must be avoided to obtain therapeutic effects in the brain, the use of a wide variety of delivery systems has been investigated. These include invasive techniques such as osmotic opening of the blood brain barrier using, for example, mannitol, and non-invasive techniques such as endocytosis via receptors for chimeric enzymes. The use of invasive techniques should be avoided because the enzyme replacement method may require periodic administration of the enzyme. The use of non-invasive techniques has only recently provided promising results in animal models (see below for α-mannosidosis, for other lysosomal disorders, see eg Grubb et al. PNAS 2008 , 105 (7) pp.2616-2621 (see Non-Patent Document 21)). It is believed that reduced accumulation in visceral organs and meninges can reduce the amount of oligosaccharides delivered to the brain. However, this idea does not appear to be applicable to lysosomal disorders where neurological damage is central and severe (Neufeld, EF Enzyme replacement therapy, in "Lysosomal disorders of the brain" ( Platt, FM Walkley, S. V: eds Oxford University Press) (Non-Patent Document 22).

しかし、Roces et al. Human Molecular Genetics 2004, 13(18) pp. 1979-1988(非特許文献23)、Blanz et al. Human Molecular Genetics 2008, 17(22) pp. 3437-3445(非特許文献24)およびWO 05/094874(特許文献1)に記載されているように、動物の中枢神経系におけるLAMANレベルを、例えばα-マンノシダーゼを含む処方物の静脈内注射を用いて増大させ、それによって1つまたは複数の中枢神経系の領域内のマンノース高含有中性オリゴ糖の細胞内レベルを減少させることが可能であることが証明された。このことは、組み換えα-マンノシダーゼが、α-マンノシドーシスに罹患した患者に対する酵素置換療法において有用であることを示している。したがって、酵素置換法を用いるα-マンノシドーシスの効果的処置を提供する上で残された1つの大きなハードルは、十分量の純粋な組み換えα-マンノシダーゼを費用対効果の優れた様式で提供することである。   However, Roces et al. Human Molecular Genetics 2004, 13 (18) pp. 1979-1988 (Non-Patent Document 23), Blanza et al. Human Molecular Genetics 2008, 17 (22) pp. 3437-3445 (Non-Patent Document 24) ) And WO 05/094874, increase LAMAN levels in the central nervous system of animals using, for example, intravenous injection of formulations containing α-mannosidase, thereby It has been shown that it is possible to reduce intracellular levels of mannose-rich neutral oligosaccharides in one or more regions of the central nervous system. This indicates that recombinant α-mannosidase is useful in enzyme replacement therapy for patients suffering from α-mannosidosis. Thus, one major hurdle left to provide effective treatment of α-mannosidosis using enzyme replacement methods provides a sufficient amount of pure recombinant α-mannosidase in a cost-effective manner. That is.

α-マンノシダーゼの生産および精製
WO 02/099092(特許文献2)は、37℃で無血清培地を用いるCHO細胞におけるrhLAMANの小規模生産方法を開示している。粗酵素のダイアフィルトレーションと、DEAEセファロースFFカラムを用いる弱陰イオン交換クロマトグラフィーとを捕捉工程で行い、その後に疎水性相互作用クロマトグラフィーおよびミックスモードのクロマトグラフィーを含む多くのクロマトグラフィー精製工程を行う、小規模精製方法も記載されている。
Production and purification of α-mannosidase
WO 02/099092 (Patent Document 2) discloses a small-scale production method of rhLAMAN in CHO cells using a serum-free medium at 37 ° C. Numerous chromatographic purification steps, including crude enzyme diafiltration and weak anion exchange chromatography using DEAE Sepharose FF columns followed by hydrophobic interaction chromatography and mixed-mode chromatography A small-scale purification method is also described.

WO 05/094874(特許文献1)は、37℃で無血清培地を用いるチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞におけるrhLAMANの小規模生産方法を開示している。WO 02/099092(特許文献2)のそれと類似の小規模精製方法も記載されている。   WO 05/094874 (Patent Document 1) discloses a small-scale production method of rhLAMAN in Chinese hamster ovary (CHO) cells using a serum-free medium at 37 ° C. A small-scale purification method similar to that of WO 02/099092 (Patent Document 2) is also described.

WO 05/077093(特許文献3)は、高リン酸化リゾチーム酵素の製造について記載している。実施例IVには、マルチモード樹脂(ブルー-セファロース)を用いる酸性α-グルコシダーゼ(GAA)の精製方法が記載されている。GAAは、リゾチーム酵素であるが、しかし、rhLAMANと大きく異なる。GAAは高度にリン酸化されているのに対して、rhLAMANはリン酸化度が低い。さらに、配列同一性スコアは、GAAとrhLAMANの間で12%未満であり、そして最後にそれらの理論上の等電点は、1 pH単位以上異なる(それぞれ、5.42および6.48)。したがって、WO 05/077093(特許文献3)に記載されているGAA精製方法は、rhLAMANには適用可能でない。   WO 05/077093 (Patent Document 3) describes the production of a highly phosphorylated lysozyme enzyme. Example IV describes a method for purifying acid α-glucosidase (GAA) using a multimode resin (Blue-Sepharose). GAA is a lysozyme enzyme but differs greatly from rhLAMAN. GAA is highly phosphorylated, whereas rhLAMAN is less phosphorylated. Furthermore, the sequence identity score is less than 12% between GAA and rhLAMAN, and finally their theoretical isoelectric points differ by more than 1 pH unit (5.42 and 6.48, respectively). Therefore, the GAA purification method described in WO 05/077093 (Patent Document 3) is not applicable to rhLAMAN.

0.25 % (V/V)血清およびDMSO添加を用いるCHO細胞におけるrhLAMANの小規模生産方法が開示されている(Berg et al. Molecular Genetics and Metabolism, 73, pp 18-29, 2001(非特許文献4))。同文献はまた、a)限外ろ過、陰イオン交換クロマトグラフィーおよびゲルろ過を含む3工程手順またはb)1工程のイムノアフィニティークロマトグラフィーを含む2つの精製方法についても記載している。同文献にはさらに、a)130 kDaの酵素を55 kDaおよび72 kDaのフラグメントに完全に断片化する方法や、b)130 kDaの前駆体から相当量の55および72 kDaフラグメントへの部分断片化法も開示されている。   A small-scale production method of rhLAMAN in CHO cells using 0.25% (V / V) serum and DMSO addition is disclosed (Berg et al. Molecular Genetics and Metabolism, 73, pp 18-29, 2001 (Non-Patent Document 4). )). The document also describes two purification methods including a) a three-step procedure including ultrafiltration, anion exchange chromatography and gel filtration or b) a one-step immunoaffinity chromatography. The literature also describes a) how to fully fragment a 130 kDa enzyme into 55 kDa and 72 kDa fragments, and b) partial fragmentation from a 130 kDa precursor to substantial 55 and 72 kDa fragments. The law is also disclosed.

そのため、組み換えα-マンノシダーゼの生産および精製のための改良された方法が有益となるであろう。特に、α-マンノシダーゼを発現することができる細胞株の大規模培養のための改良方法および細胞培養物から高い酵素活性を有する純粋なα-マンノシダーゼを単離するためのより効率的な大規模精製方法が有益となるであろう。   Therefore, improved methods for the production and purification of recombinant α-mannosidase would be beneficial. In particular, improved methods for large-scale culture of cell lines capable of expressing α-mannosidase and more efficient large-scale purification for isolating pure α-mannosidase with high enzymatic activity from cell culture The method will be beneficial.

WO 05/094874WO 05/094874 WO 02/099092WO 02/099092 WO 05/077093WO 05/077093

Hirsch et al. EMBO J. 22, 1036-1046, 2003Hirsch et al. EMBO J. 22, 1036-1046, 2003 Saint-Pol et al. J. Biol. Chem. 274, 13547-13555, 1999Saint-Pol et al. J. Biol. Chem. 274, 13547-13555, 1999 Aronson and Kuranda FASEB J 3: 2615-2622. 1989Aronson and Kuranda FASEB J 3: 2615-2622. 1989 Berg et al. Molecular Genetics and Metabolism, 73, pp 18-29, 2001Berg et al. Molecular Genetics and Metabolism, 73, pp 18-29, 2001 Nilssen et al. Hum. Mol. Genet. 6, 717-726. 1997Nilssen et al. Hum. Mol. Genet. 6, 717-726. 1997 Kaneda et al. Chromosoma 95: 8-12. 1987Kaneda et al. Chromosoma 95: 8-12. 1987 Riise et al. Genomics 42: 200-207, 1997Riise et al. Genomics 42: 200-207, 1997 Liao et al. J. Biol. Chem. 271, 28348-28358. 1996Liao et al. J. Biol. Chem. 271, 28348-28358. 1996 Nebes et al. Biochem. Biophys. Res. Commun. 200, 239-245. 1994Nebes et al. Biochem. Biophys. Res. Commun. 200, 239-245. 1994 Chester et al., In: Durand P, O'Brian J (eds) Genetic errors of glycoprotein metabolism. Edi-Ermes, Milan, pp 89-120. 1982Chester et al., In: Durand P, O'Brian J (eds) Genetic errors of glycoprotein metabolism. Edi-Ermes, Milan, pp 89-120. 1982 Thomas and Beaudet. In: Scriver CR, Beaudet AL, Sly WA, Valle D (eds) The metabolic and molecular bases of inherited disease. Vol 5. McGraw-Hill, New York, pp 2529-2562. 1995Thomas: Beaudet. In: Scriver CR, Beaudet AL, Sly WA, Valle D (eds) The metabolic and molecular bases of inherited disease.Vol 5. McGraw-Hill, New York, pp 2529-2562. 1995 Hocking et al. Biochem J 128: 69-78. 1972Hocking et al. Biochem J 128: 69-78. 1972 Walkley et al. Proc. Nat. Acad. Sci. 91: 2970-2974, 1994Walkley et al. Proc. Nat. Acad. Sci. 91: 2970-2974, 1994 Crawley et al. Pediatr Res 46: 501-509, 1999Crawley et al. Pediatr Res 46: 501-509, 1999 Stinchi et al. Hum Mol Genet 8: 1366-72, 1999Stinchi et al. Hum Mol Genet 8: 1366-72, 1999 Berg et al.(Biochem J. 328: 863-870. 1997)Berg et al. (Biochem J. 328: 863-870. 1997) Tollersrud et al.(Eur J Biochem 246: 410-419. 1997)Tollersrud et al. (Eur J Biochem 246: 410-419. 1997) Will et al. Arch Dis Child 1987 Oct; 62(10): 1044-9Will et al. Arch Dis Child 1987 Oct; 62 (10): 1044-9 Barton et al. N Engl J Med 324: 1464-1470Barton et al. N Engl J Med 324: 1464-1470 Prows et al. Am J Med Genet 71: 16-21Prows et al. Am J Med Genet 71: 16-21 Grubb et al. PNAS 2008, 105(7) pp.2616-2621Grubb et al. PNAS 2008, 105 (7) pp.2616-2621 Neufeld, E. F. Enzyme replacement therapy, in "Lysosomal disorders of the brain" (Platt, F. M. Walkley, S. V :eds Oxford University Press)Neufeld, E. F. Enzyme replacement therapy, in "Lysosomal disorders of the brain" (Platt, F. M. Walkley, S. V: eds Oxford University Press) Roces et al. Human Molecular Genetics 2004, 13(18) pp. 1979-1988Roces et al. Human Molecular Genetics 2004, 13 (18) pp. 1979-1988 Blanz et al. Human Molecular Genetics 2008, 17(22) pp. 3437-3445Blanz et al. Human Molecular Genetics 2008, 17 (22) pp. 3437-3445

したがって、本発明の目的は、組み換えα-マンノシダーゼの生産方法および精製方法に関連する。   Accordingly, the object of the present invention relates to a method for producing and purifying recombinant α-mannosidase.

特に、高い酵素活性を有する十分量の高純度α-マンノシダーゼを提供することによって上述の先行技術の問題を解決する規模拡張可能な生産方法および精製方法を提供し、それによってα-マンノシドーシスに罹患した患者に対する処置を提供することが、本発明の目的である。   In particular, it provides a scalable and production method and purification method that solves the problems of the prior art described above by providing a sufficient amount of high purity α-mannosidase with high enzymatic activity, thereby reducing α-mannosidosis It is an object of the present invention to provide treatment for affected patients.

したがって、本発明の一つの局面は、組み換えα-マンノシダーゼを細胞培養物から精製する方法であって、組み換えα-マンノシダーゼを含む細胞培養物のフラクションが、マルチモードリガンドを含む樹脂によるクロマトグラフィーに供される方法に関する。本発明者らは、驚くべきことに、この精製方法により、所望の130 kDa糖タンパク質種を以前に達成されたものよりも高い純度および高い比率で有する組み換えα-マンノシダーゼを含む組成物が得られることを発見した。精製後の一貫して高い非断片化130 kDa糖タンパク質の比率(例えば80%以上)を達成することは、これが断片化酵素と比較してより均一な生産物を提供し、転じて医薬等級の生産物を取得する能力を向上させるという点で、有益である。   Accordingly, one aspect of the present invention is a method for purifying recombinant α-mannosidase from cell culture, wherein the fraction of the cell culture containing recombinant α-mannosidase is subjected to chromatography on a resin containing a multimodal ligand. Related to the method. The inventors have surprisingly obtained by this purification method a composition comprising recombinant α-mannosidase having the desired 130 kDa glycoprotein species in higher purity and higher ratio than previously achieved. I discovered that. Achieving a consistently high unfragmented 130 kDa glycoprotein ratio (eg, greater than 80%) after purification provides a more uniform product compared to the fragmenting enzyme, which in turn turns to pharmaceutical grade This is beneficial in terms of improving the ability to obtain the product.

本発明の別の局面は、組み換えα-マンノシダーゼの半回分生産方法または連続生産方法であって、以下の工程、
a. 第0日に、組み換えα-マンノシダーゼを産生することができる細胞を、ベース培地を含む生産用リアクターに接種し、細胞培養物を供給する工程、
b. 第1日から少なくとも1度、細胞培養物にフィード培地を添加する工程、
c. 第3日以降または生存細胞密度が2.1 MVC/mLを上回ったときのいずれか早い方において、細胞培養物の温度を、最高でも35℃、例えば34℃、33℃、32℃、好ましくは最高でも31℃に調節する工程、
を含む方法に関する。
Another aspect of the present invention is a method for semi-batch production or continuous production of recombinant α-mannosidase, comprising the following steps:
a. On day 0, inoculating cells capable of producing recombinant α-mannosidase into a production reactor containing a base medium and supplying a cell culture;
b. adding a feed medium to the cell culture at least once from day 1;
c. After day 3 or when viable cell density exceeds 2.1 MVC / mL, whichever comes first, the temperature of the cell culture is at most 35 ° C., for example 34 ° C., 33 ° C., 32 ° C., preferably Process to adjust to 31 degrees Celsius at the maximum,
Relates to a method comprising:

本発明者らは、驚くべきことに、上記の生産方法により組み換えα-マンノシダーゼを含む細胞培養物が高い収率で得られ、これは希釈をせずに本発明の精製カラムに直ちに移すことが可能であることを発見した。   The inventors have surprisingly obtained a cell culture containing recombinant α-mannosidase in high yield by the above production method, which can be immediately transferred to the purification column of the present invention without dilution. I found it possible.

本発明のさらに別の局面は、精製された組み換えα-マンノシダーゼを含む組成物であって、α-マンノシダーゼの少なくとも80 %が130 kDa糖タンパク質として存在する組成物を提供することである。   Yet another aspect of the present invention is to provide a composition comprising purified recombinant α-mannosidase, wherein at least 80% of the α-mannosidase is present as a 130 kDa glycoprotein.

本発明の一つの他の局面は、α-マンノシドーシスの処置に使用するための精製された組み換えα-マンノシダーゼを含む組成物である。   One other aspect of the invention is a composition comprising purified recombinant α-mannosidase for use in the treatment of α-mannosidosis.

本発明のさらに別の局面は、α-マンノシドーシスを処置および/またはα-マンノシドーシスに関連する症状を低減もしくは軽減する方法であって、精製された組み換えα-マンノシダーゼを含む組成物を、それを必要とする対象に投与する工程を含む、方法である。
[本発明1001]
組み換えα-マンノシダーゼを含む細胞培養物のフラクションが、マルチモードリガンドを含む樹脂によるクロマトグラフィーに供される、組み換えα-マンノシダーゼを細胞培養物から精製するための方法。
[本発明1002]
組み換えα-マンノシダーゼを含む細胞培養物のフラクションが、清澄化された未希釈の採取物である、本発明1001の方法。
[本発明1003]
樹脂に結合されているマルチモードリガンドが、カルボン酸基またはスルホン酸基を有する物質である、本発明1001または1002の方法。
[本発明1004]
樹脂に結合されているマルチモードリガンドが、式(I)、(II)または(III)の物質:

Figure 0006021647
であり、ここで、式(II)および(III)の物質のRは式(IV)の官能基:
Figure 0006021647
である、本発明1001〜1003のいずれかの方法。
[本発明1005]
マルチモードリガンドを含む樹脂にロードされた細胞培養物のフラクションが、イソプロパノール、好ましくは少なくとも1 % (V:V)のイソプロパノール、例えば少なくとも2 %、3 %、4 %、4.5 % (V:V)のイソプロパノール、好ましくは少なくとも5 % (V:V)のイソプロパノールを含む溶液を用いる少なくとも1回の洗浄工程に供される、本発明1001〜1004のいずれかの方法。
[本発明1006]
組み換えα-マンノシダーゼを含む第1の溶出液が、エチレングリコールまたはプロピレングリコールを含む水溶液を用いてマルチモードリガンドを含む樹脂から溶出される、本発明1001〜1005のいずれかの方法。
[本発明1007]
マルチモードリガンドを含む樹脂から得られるα-マンノシダーゼを含む第1の溶出液が、
(i) α-マンノシダーゼを含むフラクションを疎水性相互作用クロマトグラフィー樹脂に適用して、組み換えα-マンノシダーゼを含む溶出液を供給する工程、
(ii) α-マンノシダーゼを含むフラクションをミックスモードイオン交換樹脂に通して混入物質を保持させ、組み換えα-マンノシダーゼを含むフロースルー液を供給する工程、および
(iii) α-マンノシダーゼを含むフラクションを陰イオン交換樹脂によるクロマトグラフィーに供して、組み換えα-マンノシダーゼを含む溶出液を供給する工程
を含む方法にさらに供される、本発明1001〜1006のいずれかの方法。
[本発明1008]
α-マンノシダーゼが、
(A) SEQ ID NO 2で示される配列
(B) (A)の配列のアナログ
(C) (A)または(B)の配列の部分配列
から選択される配列を有する、本発明1001〜1007のいずれかの方法。
[本発明1009]
本発明1001〜1008のいずれかの精製方法により得ることができるα-マンノシダーゼを含む組成物。
[本発明1010]
a. 第0日に、組み換えα-マンノシダーゼを産生することができる細胞を、ベース培地を含む生産用リアクターに接種し、細胞培養物を供給する工程、
b. 第1日から少なくとも1度、細胞培養物にフィード培地を添加する工程、
c. 第3日以降または生存細胞密度が2.1 MVC/mLを上回ったときのいずれか早い方において、細胞培養物の温度を、最高でも35℃、例えば34℃、33℃、32℃、好ましくは最高でも31℃に調節する工程
を含む、組み換えα-マンノシダーゼの半回分生産または連続生産のための方法。
[本発明1011]
d. 本発明1001〜1008のいずれかの精製方法
をさらに含む、本発明1010の方法。
[本発明1012]
細胞培養物が、動物由来の任意の補助成分、例えばタラ肝油補助成分を本質的に含まない、本発明1010または1011の方法。
[本発明1013]
少なくとも30 L、例えば少なくとも50 L、75 L、100 L、150 L、200 L、好ましくは少なくとも250 Lの容量で実施される、本発明1010〜1012のいずれかの方法。
[本発明1014]
α-マンノシダーゼが、
(A) SEQ ID NO 2で示される配列
(B) (A)の配列のアナログ
(C) (A)または(B)の配列の部分配列
から選択される配列を有する、本発明1010〜1013のいずれかの方法。
[本発明1015]
本発明1010〜1014のいずれかの生産方法により得ることができる、α-マンノシダーゼを含む組成物。
[本発明1016]
精製された組み換えα-マンノシダーゼを含む組成物であって、該α-マンノシダーゼの少なくとも80 %が130 kDa糖タンパク質として存在する、組成物。
[本発明1017]
組み換えα-マンノシダーゼが、+5℃で保存される場合は少なくとも4日間、または-20℃で保存される場合は少なくとも24ヶ月間、溶液中で安定性を維持する、本発明1016の組成物。
[本発明1018]
α-マンノシダーゼが、
(A) SEQ ID NO 2で示される配列
(B) (A)の配列のアナログ
(C) (A)または(B)の配列の部分配列
から選択される配列を有する、本発明1016または1017の組成物。
[本発明1019]
医薬として使用するための、本発明1009および1015〜1018のいずれかの組成物。
[本発明1020]
α-マンノシドーシスの処置において使用するための、本発明1009および1015〜1018のいずれかの組成物。
[本発明1021]
α-マンノシドーシス処置用の医薬の調製のための、本発明1009および1015〜1018のいずれかの組成物の使用。
[本発明1022]
α-マンノシドーシスを処置する、および/または、α-マンノシドーシスに関連する症状を低減もしくは軽減する方法であって、本発明1009および1015〜1018のいずれかの精製された組み換えα-マンノシダーゼを含む組成物を、それを必要とする対象に投与する工程を含む、方法。
Yet another aspect of the present invention is a method for treating α-mannosidosis and / or reducing or alleviating symptoms associated with α-mannosidosis, comprising a composition comprising purified recombinant α-mannosidase A method comprising administering to a subject in need thereof.
[Invention 1001]
A method for purifying recombinant α-mannosidase from cell culture, wherein a fraction of the cell culture containing recombinant α-mannosidase is subjected to chromatography on a resin containing a multimodal ligand.
[Invention 1002]
The method of the invention 1001, wherein the fraction of the cell culture comprising recombinant α-mannosidase is a clarified undiluted harvest.
[Invention 1003]
The method of the present invention 1001 or 1002, wherein the multimodal ligand bonded to the resin is a substance having a carboxylic acid group or a sulfonic acid group.
[Invention 1004]
The multimodal ligand bound to the resin is a substance of formula (I), (II) or (III):
Figure 0006021647
Where R of the substances of formula (II) and (III) is a functional group of formula (IV):
Figure 0006021647
The method according to any one of 1001 to 1003 of the present invention.
[Invention 1005]
The fraction of the cell culture loaded on the resin containing the multimodal ligand is isopropanol, preferably at least 1% (V: V) isopropanol, for example at least 2%, 3%, 4%, 4.5% (V: V) A process according to any of the inventions 1001 to 1004, which is subjected to at least one washing step using a solution comprising isopropanol, preferably at least 5% (V: V) isopropanol.
[Invention 1006]
The method according to any of claims 1001 to 1005, wherein the first eluate comprising recombinant α-mannosidase is eluted from the resin comprising the multimodal ligand using an aqueous solution comprising ethylene glycol or propylene glycol.
[Invention 1007]
A first eluate containing α-mannosidase obtained from a resin containing a multimodal ligand is
(i) applying a fraction containing α-mannosidase to a hydrophobic interaction chromatography resin to supply an eluate containing recombinant α-mannosidase;
(ii) passing a fraction containing α-mannosidase through a mixed mode ion exchange resin to retain contaminants and supplying a flow-through solution containing recombinant α-mannosidase; and
(iii) A step of subjecting a fraction containing α-mannosidase to chromatography using an anion exchange resin to supply an eluate containing recombinant α-mannosidase
The method according to any one of the inventions 1001 to 1006, further provided for a method comprising
[Invention 1008]
α-mannosidase is
(A) Sequence indicated by SEQ ID NO 2
(B) Analog of sequence (A)
(C) Partial sequence of sequence (A) or (B)
The method of any one of the inventions 1001 to 1007, having a sequence selected from:
[Invention 1009]
A composition comprising α-mannosidase obtainable by the purification method of any one of the present inventions 1001 to 1008.
[Invention 1010]
a. On day 0, inoculating cells capable of producing recombinant α-mannosidase into a production reactor containing a base medium and supplying a cell culture;
b. adding a feed medium to the cell culture at least once from day 1;
c. After day 3 or when viable cell density exceeds 2.1 MVC / mL, whichever comes first, the temperature of the cell culture is at most 35 ° C., for example 34 ° C., 33 ° C., 32 ° C., preferably Process to adjust to 31 ℃ at the maximum
A process for semi-batch or continuous production of recombinant α-mannosidase, comprising:
[Invention 1011]
d. Purification method according to any one of the inventions 1001 to 1008
The method of the present invention 1010 further comprising:
[Invention 1012]
The method of 1010 or 1011 of the present invention, wherein the cell culture is essentially free of any supplemental ingredients derived from animals, such as cod liver oil supplements.
[Invention 1013]
The method of any of the invention 1010 to 1012, carried out in a volume of at least 30 L, such as at least 50 L, 75 L, 100 L, 150 L, 200 L, preferably at least 250 L.
[Invention 1014]
α-mannosidase is
(A) Sequence indicated by SEQ ID NO 2
(B) Analog of sequence (A)
(C) Partial sequence of sequence (A) or (B)
The method of any of the inventions 1010 to 101 having a sequence selected from:
[Invention 1015]
A composition comprising α-mannosidase, which can be obtained by the production method according to any one of the present invention 1010 to 1014.
[Invention 1016]
A composition comprising purified recombinant α-mannosidase, wherein at least 80% of the α-mannosidase is present as a 130 kDa glycoprotein.
[Invention 1017]
The composition of the invention 1016 wherein the recombinant α-mannosidase remains stable in solution for at least 4 days when stored at + 5 ° C. or for at least 24 months when stored at −20 ° C.
[Invention 1018]
α-mannosidase is
(A) Sequence indicated by SEQ ID NO 2
(B) Analog of sequence (A)
(C) Partial sequence of sequence (A) or (B)
The composition of this invention 1016 or 1017 having a sequence selected from:
[Invention 1019]
The composition of any of the inventions 1009 and 1015-1018 for use as a medicament.
[Invention 1020]
The composition of any of the present invention 1009 and 1015-1018 for use in the treatment of alpha-mannosidosis.
[Invention 1021]
Use of the composition of any of the inventions 1009 and 1015-1018 for the preparation of a medicament for the treatment of α-mannosidosis.
[Invention 1022]
A method of treating α-mannosidosis and / or reducing or alleviating symptoms associated with α-mannosidosis, wherein the purified recombinant α-mannosidase of any of the present invention 1009 and 1015-1018 Administering a composition comprising: to a subject in need thereof.

α-マンノシダーゼ用に設計された本発明の好ましい精製方法の、採取から原体(drug substance)のファイリングまでの概要を示す。An overview of the preferred purification method of the present invention designed for α-mannosidase from collection to drug substance filing is shown. α-マンノシダーゼのCapto(商標)MMCカラムクロマトグラムの例を示す。An example of a Capto ™ MMC column chromatogram of α-mannosidase is shown. α-マンノシダーゼのbutyl Sepharose(商標)FFカラムクロマトグラムの例を示す。An example of a butyl Sepharose ™ FF column chromatogram of α-mannosidase is shown. α-マンノシダーゼのCHTタイプ1カラムクロマトグラムの例を示す。An example of a CHT type 1 column chromatogram of α-mannosidase is shown. α-マンノシダーゼのQ sepharose(商標)HPカラムクロマトグラムの例を示す。An example of a Q sepharose ™ HP column chromatogram of α-mannosidase is shown. 130 kDa、75 kDaおよび55 kDa糖タンパク質種の分布を示す、精製α-マンノシダーゼ組成物のSDS-pageクロマトグラムを示す。Figure 2 shows an SDS-page chromatogram of a purified α-mannosidase composition showing the distribution of 130 kDa, 75 kDa and 55 kDa glycoprotein species. 精製α-マンノシダーゼに関する3つのHPLCダイアグラムを示し、この中で、130 kDa種の量が55および75 kDa種との比較で示されている。左側から見て最初のピークは55 kDa種であり、130 kDaおよび75 kDa種のそれぞれが続く。2工程方法ではマルチモードリガンドクロマトグラフィー工程を用いていないが、3工程方法および4工程方法ではマルチモードリガンドクロマトグラフィー工程を用いている。Three HPLC diagrams for purified α-mannosidase are shown, in which the amount of 130 kDa species is shown in comparison with 55 and 75 kDa species. The first peak from the left is the 55 kDa species, followed by each of the 130 kDa and 75 kDa species. The two-step method does not use a multi-mode ligand chromatography step, but the three-step method and the four-step method use a multi-mode ligand chromatography step.

以下では、本発明をより詳細に説明する。   In the following, the present invention will be described in more detail.

発明の詳細な説明
定義
本発明についてさらに詳細に考察する前に、まず以下の用語および慣例について定義する。
Detailed Description of the Invention Definitions Prior to discussing the present invention in further detail, the following terms and conventions will first be defined.

組み換えα-マンノシダーゼ
本発明の文脈において、組み換えα-マンノシダーゼは、その起源または操作により自然界で見い出される野生型α-マンノシダーゼのすべてまたは一部と等しくないα-マンノシダーゼと定義される。したがって、それは、少なくとも2つの融合されたDNA配列であってその第1の配列は自然界では通常、第2の配列と融合されていない配列を含むハイブリッドDNA配列である組み換えDNA分子に関連する組み換え技術を用いて構築される。組み換えα-マンノシダーゼタンパク質は、ヒト起源であっても非ヒト起源であってもよい。特に、それは、組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼ(rhLAMAN)であり得る。α-マンノシダーゼ産物は、単一ポリペプチドまたは単一ポリペプチドおよびそのフラクションの混合物であり得る。また、α-マンノシダーゼは、翻訳後修飾に供され、したがって糖タンパク質の形態であり得る。
Recombinant α-mannosidase In the context of the present invention, recombinant α-mannosidase is defined as an α-mannosidase that does not equal all or part of the wild-type α-mannosidase found in nature by its origin or manipulation. Thus, it is a recombinant technique involving a recombinant DNA molecule that is a hybrid DNA sequence that is a sequence of at least two fused DNA sequences, the first sequence of which is normally not fused to the second sequence in nature. It is constructed using The recombinant α-mannosidase protein may be of human or non-human origin. In particular, it can be a recombinant human lysosomal α-mannosidase (rhLAMAN). The α-mannosidase product can be a single polypeptide or a mixture of a single polypeptide and fractions thereof. Also, α-mannosidase is subject to post-translational modification and can therefore be in the form of a glycoprotein.

細胞培養
細胞培養は、細胞を管理された条件下で成長させる方法である。本発明の文脈においては、細胞培養物中の細胞が関心対象のタンパク質、例えば組み換えα-マンノシダーゼを発現するよう特別に設計されている。細胞培養は、化学的条件および物理的条件の管理を実現するよう特別に設計されているバイオリアクターにおいて行われ得る。
Cell culture Cell culture is a method of growing cells under controlled conditions. In the context of the present invention, the cells in the cell culture are specifically designed to express a protein of interest, such as recombinant α-mannosidase. Cell culture can be performed in bioreactors that are specially designed to achieve control of chemical and physical conditions.

フラクション
本発明の文脈において、フラクションは、細胞培養物のフラクションを意味する。フラクションは、全細胞培養物を構成するものであり得るが、多くの場合は、培養物の処理されたフラクション、例えば清澄化された、ろ過された、濃縮された、希釈された、または部分精製されたフラクションである。
Fraction In the context of the present invention, a fraction means a fraction of a cell culture. The fraction may constitute a whole cell culture, but in many cases a processed fraction of the culture, such as a clarified, filtered, concentrated, diluted or partially purified Fraction.

樹脂
本発明の文脈において、樹脂は、クロマトグラフィーシステムにおける固定相の基礎を構成するものであり、該システムには、関心対象の特定の分子またはタンパク質に対する一定量の親和性を提供するよう様々な化学基または物質が付加される。樹脂は、多くの場合、リガンドが共有結合的に付加されたポリマービーズであり、使用される液体移動相に対して不溶性のものである。
Resin In the context of the present invention, the resin forms the basis of a stationary phase in a chromatographic system, which can be used in a variety of ways to provide a certain amount of affinity for a particular molecule or protein of interest. A chemical group or substance is added. The resin is often a polymer bead to which a ligand is covalently attached and is insoluble in the liquid mobile phase used.

マルチモードリガンド
マルチモードリガンドは、少なくとも2つの様式で関心対象の分子またはタンパク質と相互作用するよう設計された任意のリガンドを意味する。個々の相互作用は、非依存的に、疎水性、親水性、イオン性、ファンデルワールス相互作用、水素結合または任意のその他の分子間の化学的もしくは物理的相互作用であり得る。本発明の文脈において、リガンドは、上記のような樹脂に付加された有機化学物質である。マルチモードリガンドは、移動相に溶解されてクロマトグラフィーカラムを通過する異なる物質に対して異なる親和性を有する。親和性の違いにより、異なる物質のクロマトグラフィーカラムにおける保持時間にばらつきが生じ、それによりそれらの物質の分離が実現する。保持時間はまた、その他の因子、例えば、移動相の構成成分、pHおよび温度にも依存する。マルチモードリガンドを含む樹脂は、ときには、「ミックスモード」樹脂とも称されるが、本発明の文脈においては、マルチモードリガンドを含む樹脂は、同一樹脂上に数種の異なる「リガンド」を含み、セラミックヒドロキシアパタイト樹脂(CHT)の場合は反対の電荷、例えば-OH、-Ca+および-PO4 2-を有し得る、いわゆる「ミックスモードイオン交換樹脂」と混同されるべきではない。
Multimodal ligand A multimodal ligand means any ligand designed to interact with a molecule or protein of interest in at least two ways. Individual interactions can be hydrophobic, hydrophilic, ionic, van der Waals interactions, hydrogen bonds, or chemical or physical interactions between any other molecules, independently. In the context of the present invention, a ligand is an organic chemical added to a resin as described above. Multimodal ligands have different affinities for different substances dissolved in the mobile phase and passing through the chromatography column. Differences in affinity result in variations in the retention times of different substances in the chromatography column, thereby realizing separation of those substances. The retention time also depends on other factors such as mobile phase components, pH and temperature. Resins comprising multimodal ligands are sometimes referred to as “mixed mode” resins, but in the context of the present invention, resins comprising multimodal ligands comprise several different “ligands” on the same resin; Ceramic hydroxyapatite resins (CHT) should not be confused with so-called “mixed mode ion exchange resins” which can have opposite charges, such as —OH, —Ca + and —PO 4 2− .

ロード
本発明の文脈において、ロードは、採取物、溶出液またはその他の溶液をクロマトグラフィーシステム、例えば、固定相として樹脂を含むクロマトグラフィーカラムに移すことを意味する。
Load In the context of the present invention, load means the transfer of a harvest, eluate or other solution to a chromatography system, for example a chromatography column containing the resin as a stationary phase.

バッファー
バッファーという用語は、弱酸および/もしくはそれに対応する塩または弱塩基および/もしくはそれに対応する塩のいずれかを含み、pHの変化に抗する溶液の一般的表現として周知である。本発明の文脈において、使用されるバッファーは、クロマトグラフィーシステムにおける使用に適したものであり、そのようなバッファーとして、リン酸バッファー、例えばリン酸二ナトリウム(Na2HPO4)、リン酸ナトリウムもしくはリン酸カリウム、酢酸バッファー、例えば酢酸ナトリウムもしくは酢酸カリウム、硫酸バッファー、例えば硫酸ナトリウムもしくは硫酸カリウム、硫酸アンモニウムもしくはHepes、またはその他のバッファー、例えばホウ酸ナトリウムもしくはtris-HClバッファーが含まれるがこれらに限定されない。
Buffer The term buffer is well known as a general expression for a solution that resists changes in pH, including either weak acids and / or their corresponding salts or weak bases and / or their corresponding salts. In the context of the present invention, the buffers used are those suitable for use in chromatography systems, such buffers include phosphate buffers such as disodium phosphate (Na 2 HPO 4 ), sodium phosphate or Includes, but is not limited to, potassium phosphate, acetate buffers such as sodium acetate or potassium acetate, sulfate buffers such as sodium sulfate or potassium sulfate, ammonium sulfate or Hepes, or other buffers such as sodium borate or tris-HCl buffer. .

限外ろ過
限外ろ過は、水圧を利用してカットオフサイズまたはカットオフ値としても知られる特定サイズの孔を含む膜の向こう側に分子および溶媒を通過させる分離方法である。膜のカットオフ値よりも小さい分子量を有する分子のみが膜を通過することができ、それよりも大きな分子量を有する分子は膜を通過せずいわゆる非透過液(retentate)を形成する。したがって、非透過液中に存在する分子は、溶媒が膜を通過して流れ出るため、濃縮され得る。
Ultrafiltration Ultrafiltration is a separation method that utilizes water pressure to pass molecules and solvents across a membrane containing pores of a specific size, also known as a cut-off size or cut-off value. Only molecules with a molecular weight smaller than the membrane cut-off value can pass through the membrane, and molecules with a higher molecular weight do not pass through the membrane and form a so-called retentate. Thus, molecules present in the non-permeate can be concentrated as the solvent flows out through the membrane.

特定の態様において、ポリペプチド、例えばα-マンノシダーゼを含む溶液または組成物の濃縮は、タンジェンシャルフローろ過(TFF)により実施され得る。この方法は、大規模濃縮に、すなわち、1リットルから数百リットルの容量の溶液の濃縮に特に有用である。したがってこの方法は、産業規模での関心対象のポリペプチドの濃縮溶液の生産に特に有用である。   In certain embodiments, concentration of a solution or composition comprising a polypeptide, such as α-mannosidase, can be performed by tangential flow filtration (TFF). This method is particularly useful for large-scale concentration, i.e. concentration of solutions of 1 to several hundred liters in volume. This method is therefore particularly useful for the production of concentrated solutions of the polypeptide of interest on an industrial scale.

TFF技術は、ろ過したい溶液を半透膜を通じて流し;膜孔より小さい分子のみ膜を通過させて、回収したい大きな物質を保持するろ液(非透過液)を形成させる特定装置の使用に基づく。TFF法では、2つの異なる圧が適用される;1つは溶液をシステムにポンプ供給しシステム中で循環させるためのものであり(流入圧)、もう一方の圧は小分子および溶媒に膜を通過させるよう膜をまたいで適用されるものである(膜圧)。流入圧は、典型的には、1〜3バールの範囲、例えば1.5〜2バールの間であり得る。膜間圧(TMP)は、典型的には、1バール超であり得る。関心対象のポリペプチドの濃縮組成物は、その組成物の濃縮にTFFが使用される場合、非透過液として回収され得る。TFFに有用な膜は、典型的には、再生セルロースまたはポリエーテルスルホン(PES)製であり得る。   TFF technology is based on the use of a specific device that allows the solution to be filtered to flow through a semi-permeable membrane; only molecules smaller than the membrane pores pass through the membrane to form a filtrate (non-permeate) that retains the large material to be recovered. In the TFF method, two different pressures are applied; one is to pump the solution through the system and circulate it through the system (inflow pressure), the other is a membrane on the small molecule and solvent. It is applied across the membrane to allow it to pass through (membrane pressure). The inlet pressure can typically be in the range of 1 to 3 bar, for example between 1.5 and 2 bar. The transmembrane pressure (TMP) can typically be greater than 1 bar. A concentrated composition of the polypeptide of interest can be recovered as a non-permeate when TFF is used to concentrate the composition. Membranes useful for TFF can typically be made of regenerated cellulose or polyethersulfone (PES).

ダイアフィルトレーション
本発明の文脈において、ダイアフィルトレーションは、関心対象の種を非透過液中に残し、すなわちフィルターを通過させず、その他の成分、例えばバッファーおよび塩はフィルターを通過させるろ過方法である。したがってダイアフィルトレーションは、例えば、あるバッファーを別のバッファーと交換するのに、または関心対象の種、例えば組み換えα-マンノシダーゼを含む溶液を濃縮するのに使用され得る。
Diafiltration In the context of the present invention, diafiltration leaves the species of interest in the non-permeate, i.e. does not pass through the filter, and other components such as buffers and salts pass through the filter. It is. Thus, diafiltration can be used, for example, to exchange one buffer for another buffer or to concentrate a solution containing a species of interest, such as recombinant α-mannosidase.

本発明の第1の局面は、組み換えα-マンノシダーゼを細胞培養物から精製する方法であって、組み換えα-マンノシダーゼを含む細胞培養物のフラクションが、マルチモードリガンドを含む樹脂によるクロマトグラフィーに供される方法、を提供することである。本発明においてマルチモードリガンドを含む樹脂を使用する利点は、これらの樹脂が高い導電レベルを有する溶液中でα-マンノシダーゼ種に結合することができる点にある。これは、高い導電レベルを有する未希釈の採取物を使用することができ、採取バッファーの交換が必要とならないという利点を有する。したがって、マルチモードリガンドを含むクロマトグラフィー工程は、好ましくは、細胞培養物からフラクションを単離した後の最初のクロマトグラフィー工程であり得る。マルチモードリガンドを含むクロマトグラフィー工程は、多くの場合、関心対象のタンパク質は当初はカラムに保持され(すなわち捕捉され)るのに対し、多くの不純物は洗浄工程の間にカラムを通過することから、「捕捉工程」と称されることがある。タンパク質はその後、特定の溶出バッファーを用いて溶出させる。   A first aspect of the present invention is a method for purifying recombinant α-mannosidase from cell culture, wherein a fraction of the cell culture containing recombinant α-mannosidase is subjected to chromatography with a resin containing a multimodal ligand. To provide a method. The advantage of using resins containing multimodal ligands in the present invention is that these resins can bind to α-mannosidase species in solutions with high conductivity levels. This has the advantage that an undiluted harvest with a high conductivity level can be used and no exchange of the harvest buffer is required. Thus, the chromatography step involving the multimodal ligand may preferably be the first chromatography step after isolating the fraction from the cell culture. Chromatographic processes involving multimodal ligands often involve proteins of interest initially retained (ie, captured) on the column, whereas many impurities pass through the column during the washing step. , Sometimes referred to as “capturing step”. The protein is then eluted using a specific elution buffer.

したがって、本発明の一つの態様では、組み換えα-マンノシダーゼを含む細胞培養物のフラクションが清澄化された未希釈の採取物である方法が提供される。本発明の文脈において、「清澄化された未希釈の採取物」という用語は、非溶解物または固形物を含まない、すなわち、清澄な溶液である、細胞培養の採取物を意味する。この採取物は、それを清澄な溶液に変換するための処理に供されている場合がある。そのような処理には、ろ過および遠心分離が含まれ得るがこれらに限定されない。さらに、この採取物は、クロマトグラフィー工程に供される前に大きくは希釈されていない。したがってこの採取物は、10 %未満、例えば7 %未満、5 %未満、2 %未満、1 %未満、0.5 %未満、たとえば0.1 %未満希釈される。最も好ましい態様において、この採取物は希釈されない。   Accordingly, in one aspect of the invention, a method is provided wherein the fraction of cell culture containing recombinant α-mannosidase is a clarified undiluted harvest. In the context of the present invention, the term “clarified undiluted harvest” means a harvest of cell culture that is free of unlysed or solids, ie is a clear solution. This harvest may have been subjected to processing to convert it to a clear solution. Such processing can include, but is not limited to, filtration and centrifugation. Furthermore, this harvest is not significantly diluted before being subjected to a chromatography step. The harvest is therefore diluted below 10%, such as below 7%, below 5%, below 2%, below 1%, below 0.5%, such as below 0.1%. In the most preferred embodiment, the harvest is not diluted.

別の態様では、清澄化された未希釈の採取物が10〜20 mS/cm、例えば12〜17 mS/cm、好ましくは15 mS/cmの導電率を有する方法が提供される。導電率は、採取物をクロマトグラフィーシステムにロードする前に測定される。   In another embodiment, a method is provided wherein the clarified undiluted harvest has a conductivity of 10-20 mS / cm, such as 12-17 mS / cm, preferably 15 mS / cm. The conductivity is measured before loading the harvest into the chromatography system.

一つの態様において、クロマトグラフィーは、カルボン酸基またはスルホン酸基を有するマルチモードリガンドを含む樹脂により行われる。これらのリガンドに含まれるカルボン酸および/またはスルホン酸は、クロマトグラフィーシステムの条件により、特に移動相のpHにより、プロトン化形態または脱プロトン化(塩)形態であり得る。   In one embodiment, the chromatography is performed with a resin comprising a multimodal ligand having a carboxylic acid group or a sulfonic acid group. The carboxylic acids and / or sulfonic acids contained in these ligands can be in protonated or deprotonated (salt) form, depending on the conditions of the chromatography system, in particular depending on the pH of the mobile phase.

さらに別の態様では、樹脂に結合されているマルチモードリガンドが、式(I)、(II)または(III):

Figure 0006021647
の物質であって、式(II)および(III)の物質のRが式(IV):
Figure 0006021647
の官能基である物質である方法が提供される。 In yet another embodiment, the multimodal ligand attached to the resin is of the formula (I), (II) or (III):
Figure 0006021647
Wherein R of the substances of formula (II) and (III) is of formula (IV):
Figure 0006021647
A method is provided that is a material that is a functional group of

式(IV)の官能基により表されるマルチモードリガンドは、一般に「Cibracon Blue 3G」と呼ばれ、式(I)、(II)および(III)の物質により表される市販品の例は、それぞれ、「Capto(商標)MMC」、「Capto(商標)Blue」および「Blue sepharose(商標) fast flow」である。他の有用なマルチモード型の樹脂には、Capto(商標)Adhere、MEP HyperCel(商標)、HEA HyperCel(商標)およびPPA HyperCel(商標)が含まれる。本発明の文脈において、そのような樹脂は、組み換えα-マンノシダーゼを含む未希釈採取物の初期精製に特に効果的であることが証明されている。   Multimodal ligands represented by functional groups of formula (IV) are commonly referred to as “Cibracon Blue 3G” and examples of commercial products represented by substances of formulas (I), (II) and (III) are: “Capto ™ MMC”, “Capto ™ Blue” and “Blue sepharose ™ fast flow”, respectively. Other useful multimode type resins include Capto ™ Adhere, MEP HyperCel ™, HEA HyperCel ™ and PPA HyperCel ™. In the context of the present invention, such resins have proven to be particularly effective for the initial purification of undiluted harvests containing recombinant α-mannosidase.

本発明のさらなる態様は、マルチモードリガンドを含む樹脂にロードされた細胞培養物のフラクションが、イソプロパノール、好ましくは少なくとも1 %(V:V)のイソプロパノール、例えば少なくとも2 %、3 %、4 %、4.5 %(V:V)のイソプロパノール、好ましくは少なくとも5 %(V:V)のイソプロパノールを含む溶液を用いる少なくとも1回の洗浄工程に供される方法を提供する。イソプロパノールを含む溶液を用いる利点は、それが望ましくない宿主細胞タンパク質(HCP's)の十分な除去を提供する点、特に、それが所望の130 kDa rhLAMAN種のタンパク質分解を担うプロテアーゼの除去を助ける点にある。HCP'sは、生産時の細胞培養において使用される宿主細胞に関して内因的であるタンパク質と理解されたい。イソプロパノールが好ましいが、この方法において有用なその他のアルコールには、エタノール、n-プロパノールおよびn-ブタノールが含まれる。   A further aspect of the invention is that the fraction of the cell culture loaded on the resin comprising the multimodal ligand is isopropanol, preferably at least 1% (V: V) isopropanol, such as at least 2%, 3%, 4%, A method is provided that is subjected to at least one washing step using a solution comprising 4.5% (V: V) isopropanol, preferably at least 5% (V: V) isopropanol. The advantage of using a solution containing isopropanol is that it provides sufficient removal of undesired host cell proteins (HCP's), especially that it helps remove the protease responsible for proteolysis of the desired 130 kDa rhLAMAN species. is there. HCP's should be understood as proteins that are endogenous to the host cell used in the cell culture during production. Although isopropanol is preferred, other alcohols useful in this process include ethanol, n-propanol and n-butanol.

さらに別の態様では、洗浄工程で使用される溶液のpHがpH 3.5〜6.5、例えばpH 4.0〜6.0、pH 4.5〜5.5、好ましくはpH 4.7〜5.0の範囲である方法が提供される。   In yet another embodiment, a method is provided wherein the pH of the solution used in the washing step is in the range of pH 3.5 to 6.5, such as pH 4.0 to 6.0, pH 4.5 to 5.5, preferably pH 4.7 to 5.0.

別の態様は、洗浄工程で使用される溶液が酢酸バッファー、好ましくは0.05〜1.6 M、例えば0.1〜1.5 M、0.5〜1.4 M、0.7〜1.3 M、0.8〜1.2 M、0.9〜1.1 Mの範囲、好ましくは0.95 Mの濃度の酢酸バッファーを含む方法を提供する。酢酸バッファーは、好ましくは、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸リチウム、酢酸アンモニウムからなる群より選択され得る。   In another embodiment, the solution used in the washing step is an acetate buffer, preferably in the range of 0.05 to 1.6 M, such as 0.1 to 1.5 M, 0.5 to 1.4 M, 0.7 to 1.3 M, 0.8 to 1.2 M, 0.9 to 1.1 M. A method comprising an acetate buffer, preferably at a concentration of 0.95 M is provided. The acetate buffer can preferably be selected from the group consisting of sodium acetate, potassium acetate, lithium acetate, ammonium acetate.

さらに別の態様は、組み換えα-マンノシダーゼを含む第1の溶出液がエチレングリコールまたはプロピレングリコールを含む水溶液を用いてマルチモードリガンドを含む樹脂から溶出される方法を提供する。溶出バッファーへのエチレングリコールの添加は、溶出させる組み換えα-マンノシダーゼの収率を大きく向上させることが見出された。プロピレングリコールも収率を向上させるが、エチレングリコールが好ましい。   Yet another embodiment provides a method wherein a first eluate comprising recombinant α-mannosidase is eluted from a resin comprising a multimodal ligand using an aqueous solution comprising ethylene glycol or propylene glycol. It has been found that the addition of ethylene glycol to the elution buffer greatly improves the yield of eluted recombinant α-mannosidase. Propylene glycol also improves yield, but ethylene glycol is preferred.

一つの態様は、水溶液中のエチレングリコールまたはプロピレングリコールの濃度が20〜60 %、20〜50 %、25〜50 %、30〜50 %、35〜45 %、例えば40 %である方法を提供する。   One embodiment provides a method wherein the concentration of ethylene glycol or propylene glycol in the aqueous solution is 20-60%, 20-50%, 25-50%, 30-50%, 35-45%, such as 40%. .

好ましい態様では、エチレングリコールまたはプロピレングリコールを含む水溶液が塩化ナトリウムを含む方法が提供される。この溶液への塩化ナトリウムの添加は、rhLAMAN酵素の溶出を促進することにより収率を大きく向上させることが見出された。   In a preferred embodiment, a method is provided wherein the aqueous solution comprising ethylene glycol or propylene glycol comprises sodium chloride. It has been found that the addition of sodium chloride to this solution greatly improves the yield by facilitating the elution of the rhLAMAN enzyme.

別の態様において、エチレングリコールまたはプロピレングリコールを含む水溶液中の塩化ナトリウムの濃度は0.2〜2.4 Mの範囲、例えば0.4〜2.2 M、0.6〜2.0 M、0.8〜1.9 M、1.0〜1.8 M、1.2〜1.7 M、1.4〜1.6 Mの範囲、好ましくは1.5Mである。あるいは、塩化ナトリウムの濃度は、0.2〜1.6 Mの範囲または1.4〜2.4 Mの範囲であり得る。   In another embodiment, the concentration of sodium chloride in the aqueous solution comprising ethylene glycol or propylene glycol ranges from 0.2 to 2.4 M, such as 0.4 to 2.2 M, 0.6 to 2.0 M, 0.8 to 1.9 M, 1.0 to 1.8 M, 1.2 to The range is 1.7 M, 1.4 to 1.6 M, preferably 1.5 M. Alternatively, the concentration of sodium chloride can be in the range of 0.2-1.6 M or in the range of 1.4-2.4 M.

好ましい態様において、エチレングリコールまたはプロピレングリコールを含む水溶液は、バッファーを含む。バッファーは、好ましくはリン酸バッファー、例えばリン酸ナトリウムまたはリン酸カリウムであり得る。リン酸バッファーが好ましいが、この水溶液に有用なさらなるバッファーには、クエン酸バッファーおよびホウ酸バッファー、Tris、MES、MOPSおよびHepesバッファーが含まれる。   In a preferred embodiment, the aqueous solution containing ethylene glycol or propylene glycol contains a buffer. The buffer may preferably be a phosphate buffer such as sodium phosphate or potassium phosphate. Although phosphate buffers are preferred, additional buffers useful for this aqueous solution include citrate and borate buffers, Tris, MES, MOPS and Hepes buffers.

別の好ましい態様において、エチレングリコールまたはプロピレングリコールを含む水溶液中のバッファー塩の濃度は、50〜350 mM、55〜300 mM、65〜280 mM、70〜250 mM、75〜200、80〜200 mM、85〜150 mM、好ましくは90 mMである。   In another preferred embodiment, the concentration of the buffer salt in the aqueous solution comprising ethylene glycol or propylene glycol is 50-350 mM, 55-300 mM, 65-280 mM, 70-250 mM, 75-200, 80-200 mM. 85-150 mM, preferably 90 mM.

さらに別の好ましい態様において、エチレングリコールまたはプロピレングリコールを含む水溶液のpHは、pH 7.0〜9.0、例えばpH 7.1〜8.5、pH 7.2〜8.3、pH 7.5〜8.0、好ましくはpH 7.7である。   In yet another preferred embodiment, the pH of the aqueous solution comprising ethylene glycol or propylene glycol is pH 7.0 to 9.0, such as pH 7.1 to 8.5, pH 7.2 to 8.3, pH 7.5 to 8.0, preferably pH 7.7.

一つの態様では、マルチモードリガンドを含む樹脂から得られるα-マンノシダーゼを含む第1の溶出液がさらに以下の工程を含む方法に供される方法が提供される:
(i) α-マンノシダーゼを含むフラクションを疎水性相互作用クロマトグラフィー樹脂に適用して、組み換えα-マンノシダーゼを含む溶出液を供給する工程、
(ii) α-マンノシダーゼを含むフラクションをミックスモードイオン交換樹脂に通して混入物質を保持させ、組み換えα-マンノシダーゼを含むフロースルー液を供給する工程、および
(iii) α-マンノシダーゼを含むフラクションを陰イオン交換樹脂によるクロマトグラフィーに供して、組み換えα-マンノシダーゼを含む溶出液を供給する工程。
In one embodiment, there is provided a method wherein a first eluate comprising α-mannosidase obtained from a resin comprising a multimodal ligand is further subjected to a method comprising the following steps:
(i) applying a fraction containing α-mannosidase to a hydrophobic interaction chromatography resin to supply an eluate containing recombinant α-mannosidase;
(ii) passing a fraction containing α-mannosidase through a mixed mode ion exchange resin to retain contaminants and supplying a flow-through solution containing recombinant α-mannosidase; and
(iii) A step of subjecting a fraction containing α-mannosidase to chromatography using an anion exchange resin to supply an eluate containing recombinant α-mannosidase.

一つの態様では、上記の工程(i)〜(iii)を含み、工程(i)のフラクションはマルチモードリガンドを含む樹脂による精製に供されたものであり、工程(ii)のフラクションは工程(i)の溶出液由来であり、そして工程(iii)のフラクションは工程(ii)のフロースルー液由来である方法が提供される。換言すると、工程(i)から(iii)は列挙されている順に実施される。しかし、工程(i)から(iii)の間の中間工程は排除されない。これらは、中間精製工程および/またはウイルス削減もしくは除去工程であり得る。   In one embodiment, the method comprises steps (i) to (iii) above, wherein the fraction of step (i) has been subjected to purification with a resin containing a multimodal ligand, and the fraction of step (ii) There is provided a method wherein the eluate of i) is derived and the fraction of step (iii) is derived from the flow-through of step (ii). In other words, steps (i) to (iii) are performed in the order listed. However, an intermediate step between steps (i) to (iii) is not excluded. These can be intermediate purification steps and / or virus reduction or removal steps.

好ましい態様において、工程(i)の疎水性相互作用クロマトグラフィー樹脂は、アルキル置換樹脂、好ましくはブチルセファロース樹脂である。アルキル置換樹脂には、エチル、ブチルおよびオクチルセファロース樹脂が含まれ得る。さらに、フェニルセファロース樹脂もまた適用可能である。そのような樹脂の例は、Butyl-S Sepharose(商標)6 Fast Flow、Butyl Sepharose(商標)4 Fast Flow、Octyl Sepharose(商標)4 Fast Flow、Phenyl Sepharose(商標)6 Fast Flow (high sub)およびPhenyl Sepharose(商標)6 Fast Flow (low sub)、Butyl Sepharose(商標)High Performance、Phenyl Sepharose(商標) High Performanceである。疎水性相互作用樹脂、特にブチルセファロース樹脂を用いる精製工程の利点は、rhLAMAN酵素の収率の良さを維持しつつ宿主細胞タンパク質、特にDNA残留物を効率的に除去する点にある。   In a preferred embodiment, the hydrophobic interaction chromatography resin of step (i) is an alkyl substituted resin, preferably a butyl sepharose resin. Alkyl substituted resins can include ethyl, butyl and octyl sepharose resins. In addition, phenyl sepharose resins are also applicable. Examples of such resins include Butyl-S Sepharose ™ 6 Fast Flow, Butyl Sepharose ™ 4 Fast Flow, Octyl Sepharose ™ 4 Fast Flow, Phenyl Sepharose ™ 6 Fast Flow (high sub) and Phenyl Sepharose ™ 6 Fast Flow (low sub), Butyl Sepharose ™ High Performance, and Phenyl Sepharose ™ High Performance. The advantage of the purification process using hydrophobic interaction resins, especially butyl sepharose resin, is that it efficiently removes host cell proteins, especially DNA residues, while maintaining good yields of rhLAMAN enzyme.

さらに別の態様において、工程(i)は、少なくとも1回の洗浄工程を含み、洗浄に使用される溶液は、リン酸バッファーおよび酢酸バッファー、好ましくはリン酸ナトリウムおよび酢酸ナトリウムを含む。このデュアルバッファー洗浄工程は、宿主細胞タンパク質およびDNA残留物等の不純物の除去に特に効果的であることが証明された。   In yet another embodiment, step (i) comprises at least one washing step, and the solution used for washing comprises a phosphate buffer and an acetate buffer, preferably sodium phosphate and sodium acetate. This dual buffer wash process has proven to be particularly effective in removing impurities such as host cell proteins and DNA residues.

さらに別の態様において、工程(i)のデュアルバッファー洗浄におけるリン酸バッファーの濃度は、5〜40 mM、例えば10〜30 mM、15〜25 mMの範囲、好ましくは20 mMであり、酢酸バッファーの濃度は、0.9〜1.5 M、例えば1.0〜1.4 M、1.1〜1.3 Mの範囲であり、好ましくは1.2 Mである。   In yet another embodiment, the phosphate buffer concentration in the dual buffer wash of step (i) is in the range of 5-40 mM, such as 10-30 mM, 15-25 mM, preferably 20 mM. The concentration ranges from 0.9 to 1.5 M, for example 1.0 to 1.4 M, 1.1 to 1.3 M, preferably 1.2 M.

別の態様において、工程(i)は、少なくとも1回の洗浄工程を含み、洗浄に使用される溶液は、1種類のバッファーのみ、好ましくはリン酸バッファー、好ましくはリン酸ナトリウムを含む。   In another embodiment, step (i) comprises at least one washing step, and the solution used for washing comprises only one buffer, preferably a phosphate buffer, preferably sodium phosphate.

別の態様において、1種類のバッファーのみを含む少なくとも1回の洗浄工程の1種類のバッファーは、0.4〜0.8 M、例えば0.5〜0-7 Mの範囲、好ましくは0.6 Mの濃度で存在する。   In another embodiment, one buffer of at least one washing step comprising only one buffer is present at a concentration in the range 0.4-0.8 M, such as 0.5-0-7 M, preferably 0.6 M.

一つの態様では、工程(ii)のミックスモードイオン交換樹脂が、セラミックヒドロキシアパタイトまたはフルオロアパタイト樹脂、好ましくはセラミックヒドロキシアパタイトI型(CHT I)樹脂である方法が提供される。このクロマトグラフィー工程を適用することにより、組み換えα-マンノシダーゼ組成物から相当量のDNA不純物が効果的に分離されること、および宿主細胞タンパク質は結合するがrhLAMAN酵素産物はカラムに結合せずに通過することが示された。   In one embodiment, a method is provided wherein the mixed mode ion exchange resin of step (ii) is a ceramic hydroxyapatite or fluoroapatite resin, preferably a ceramic hydroxyapatite type I (CHT I) resin. By applying this chromatographic step, significant amounts of DNA impurities are effectively separated from the recombinant α-mannosidase composition and the host cell proteins bind but the rhLAMAN enzyme product does not bind to the column. Was shown to do.

別の態様において、工程(iii)の陰イオン交換樹脂は、強陰イオン交換樹脂、例えば第4級アンモニウム強陰イオン交換樹脂である。そのような樹脂には以下の例が含まれるがこれらに制限されない:Q-sepharose(商標)HP、Q-sepharose(商標)FF、DEAE-sepharose(商標)、Capto(商標)Q、Uno(商標)Q、ANX sepharose(商標)。   In another embodiment, the anion exchange resin of step (iii) is a strong anion exchange resin, such as a quaternary ammonium strong anion exchange resin. Such resins include, but are not limited to, the following examples: Q-sepharose ™ HP, Q-sepharose ™ FF, DEAE-sepharose ™, Capto ™ Q, Uno ™ ) Q, ANX sepharose (trademark).

さらに別の態様では、ウイルス不活性化工程が好ましくは工程(ii)と工程(iii)の間に行われる方法が提供される。   In yet another aspect, a method is provided wherein the virus inactivation step is preferably performed between step (ii) and step (iii).

好ましい態様において、ウイルス不活性化工程は、工程(ii)のフロースルー液とイソプロパノールの水溶液の少なくとも2時間の混合(フロースルー液/イソプロパノール水溶液の1:1 V/V)を含み、好ましくはその後に限外ろ過による濃縮およびダイアフィルトレーションを用いるイソプロパノールの除去を含む。不活性化中のイソプロパノール水溶液は、10〜50 %のイソプロパノール、例えば20〜40 %、25〜35 %、28〜32 %の範囲、好ましくは30 %のイソプロパノールであり得る。したがってフロースルー液およびイソプロパノール水溶液の1:1 V/V溶液は、15 %のイソプロパノール終濃度を有する。   In a preferred embodiment, the virus inactivation step comprises a mixing of the flow-through solution of step (ii) with an aqueous solution of isopropanol for at least 2 hours (1: 1 V / V of flow-through solution / isopropanol aqueous solution), Including concentration by ultrafiltration and removal of isopropanol using diafiltration. The aqueous isopropanol solution during inactivation can be 10-50% isopropanol, for example in the range 20-40%, 25-35%, 28-32%, preferably 30% isopropanol. Thus, a 1: 1 V / V solution of flow-through and aqueous isopropanol has a final isopropanol concentration of 15%.

別の好ましい態様は、ウイルス削減工程が好ましくはクロマトグラフィー工程(iii)の後に行われる方法である。   Another preferred embodiment is the method wherein the virus reduction step is preferably performed after the chromatography step (iii).

一つの態様において、ウイルス削減工程は、フィルター、好ましくはウイルス除去用フィルター、例えばultipor(商標)VF grade DV20フィルターまたはplanova(商標)15Nもしくは20Nフィルターを通じた組み換えα-マンノシダーゼを含む溶液、好ましくは工程(iii)の溶出液のろ過を含む。好ましくは、Planova(商標)15Nフィルターが使用される。   In one embodiment, the virus reduction step comprises a solution, preferably a step, comprising a recombinant α-mannosidase through a filter, preferably a virus removal filter such as an ultipor ™ VF grade DV20 filter or a planova ™ 15N or 20N filter. including filtration of the eluate of (iii). Preferably, a Planova ™ 15N filter is used.

本発明の精製方法は、大規模で実施され得る点で有利であり、したがって好ましい態様において、この方法は、少なくとも0.5 L、例えば少なくとも1.0 L、2.0 L、5.0 L、10 L、好ましくは少なくとも13.0 Lのカラム容量を有するクロマトグラフィーカラム上で実施される。   The purification method of the present invention is advantageous in that it can be performed on a large scale, and thus in a preferred embodiment, the method is at least 0.5 L, such as at least 1.0 L, 2.0 L, 5.0 L, 10 L, preferably at least 13.0. Performed on a chromatography column having a column volume of L.

本発明の別の態様では、α-マンノシダーゼが、
(A) SEQ ID NO 2で示される配列
(B) Aの配列のアナログ
(C) (A)または(B)の配列の部分配列
から選択される配列を有する上記の精製方法が提供される。
In another aspect of the invention, α-mannosidase is
(A) Sequence indicated by SEQ ID NO 2
(B) A sequence analog
(C) The above purification method having a sequence selected from a partial sequence of the sequence of (A) or (B) is provided.

ここで、SEQ ID NO 2により示される配列は、WO 02/099092に提供される組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼ(rhLAMAN)のアミノ酸配列を表す。   Here, the sequence represented by SEQ ID NO 2 represents the amino acid sequence of the recombinant human lysosomal α-mannosidase (rhLAMAN) provided in WO 02/099092.

「部分配列」は、親配列の50%以上、例えば親配列の55 %、60 %、65 %、70 %、75 %、80 %、85 %、90 %以上または95 %以上のサイズを有する親配列のフラグメントを意味する。したがって、関心対象の部分配列は、505〜1009連続アミノ酸残基、例えば、525〜1009、550〜1009、575〜1009、600〜1009、625〜1009. 650〜1009、675〜1009、700〜1009、725〜1009、750〜1009、775〜1009、800〜1009、825〜1009. 850〜1009、875〜1009、900〜1009、925〜1009、950〜1009、975〜1009、980〜1009、990〜1009または例えば1000〜1009連続アミノ酸残基の長さを有し得る。さらに、SEQ ID NO: 2またはそのアナログの関連部分配列は、触媒部位を保持していなければならない。ヒトLAMANの3D構造は知られていないが、ウシLAMANの3D構造は報告されており、そのデータに基づいて、以下のアミノ酸がヒトLAMANにおいても活性部位に関与しているおよび/または活性に必要なZn2+原子の配位を担っていると結論付けられている:AA 72 = H、AA 74 = D、AA 196 = D、AA 446 = H(UniProtKB/Swiss〜Protデータベース:O00754, MA2B1_HUMAN_, Heikinheimo et al. J. Mol. Biol. 327, 631〜644, 2003)。ヒトLAMANにおけるAA 72および196の変異は酵素活性をほぼ完全に消失させることが示されている(Hansen et al., Biochem. J. (2004), 381, pp. 537〜567)。活性を発揮するために、rhLAMANの部分配列は、少なくとも上記の4つのアミノ酸を含む領域を保持しているのがよい。 A `` partial sequence '' is a parent that has a size of 50% or more of the parent sequence, e.g. 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% or more or 95% or more of the parent sequence. Means a fragment of a sequence. Thus, the partial sequence of interest is 505-1009 contiguous amino acid residues, e.g., 525-1009, 550-1009, 575-1009, 600-1009, 625-1009, 650-1009, 675-1009, 700-1009. 725-1009, 750-1009, 775-1009, 800-1009, 825-10009, 850-1009, 875-1009, 900-1009, 925-1009, 950-1009, 975-1009, 980-1009, 990 It may have a length of ˜1009 or such as 1000-1009 contiguous amino acid residues. Furthermore, the relevant partial sequence of SEQ ID NO: 2 or an analog thereof must retain a catalytic site. Although the 3D structure of human LAMAN is not known, the 3D structure of bovine LAMAN has been reported, and based on the data, the following amino acids are also involved in the active site and / or required for activity in human LAMAN It is concluded that it is responsible for the coordination of Zn 2+ atoms: AA 72 = H, AA 74 = D, AA 196 = D, AA 446 = H (UniProtKB / Swiss-Prot database: O00754, MA2B1_HUMAN_, Heikinheimo et al. J. Mol. Biol. 327, 631-644, 2003). Mutations of AA 72 and 196 in human LAMAN have been shown to almost completely abolish enzyme activity (Hansen et al., Biochem. J. (2004), 381, pp. 537-567). In order to exert the activity, the rhLAMAN partial sequence preferably has a region containing at least the above-mentioned four amino acids.

好ましくは、rhLAMANの部分配列はまた、例えば結合部位、βターン、ジスルフィド架橋、停止コドン等を含む1つまたは複数の追加の立体配座部分を含む。LAMANのヒト形態にはいくつかの疾患誘発変異が存在し、これが特定のアミノ酸、例えばAA 53、72、77、188、200、355、356、359、402、453、461、518、563、639、714、750、760、801、809、916(ヒト遺伝子変異データベース, HMDG(登録商標)professional, Cardiff University, 2009)の重要性を示しており、かつAA 133、310、367、497、645、651、692、766、832、930および989を含むグリコシル化に重要なアミノ酸ならびにジスルフィド架橋に関与するアミノ酸、例えばAA 55 + 358、268 + 273、412 + 472および493 + 501も存在する。   Preferably, the rhLAMAN subsequence also includes one or more additional conformational moieties including, for example, binding sites, β-turns, disulfide bridges, stop codons, and the like. There are several disease-induced mutations in the human form of LAMAN, which are specific amino acids such as AA 53, 72, 77, 188, 200, 355, 356, 359, 402, 453, 461, 518, 563, 639. 714, 750, 760, 801, 809, 916 (human gene mutation database, HMDG® professional, Cardiff University, 2009) and AA 133, 310, 367, 497, 645, There are also amino acids important for glycosylation, including 651, 692, 766, 832, 930 and 989, and amino acids involved in disulfide bridges such as AA 55 + 358, 268 + 273, 412 + 472 and 493 + 501.

「アナログ」は、親配列に対して特定比率の配列同一性を有する配列を意味し、これは少なくとも60 %の配列同一性、例えば少なくとも70 %、80 %、85 %、90 %、95 %、98 %または好ましくは99 %の配列同一性であり得る。アナログおよび上記の部分配列は、好ましくは、SEQ ID NO: 2で示されるアミノ酸配列を有するα-マンノシダーゼと、それらが実質的に同じ酵素活性を発揮できるという意味において機能的に等価であることが理解されるであろう。   “Analog” means a sequence having a certain percentage of sequence identity to the parent sequence, which is at least 60% sequence identity, eg, at least 70%, 80%, 85%, 90%, 95%, There may be 98% or preferably 99% sequence identity. The analog and the partial sequence described above are preferably functionally equivalent to α-mannosidase having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 in the sense that they can exert substantially the same enzymatic activity. Will be understood.

「実質的に同じ酵素活性」という用語は、天然酵素の活性の少なくとも50 %、好ましくは少なくとも60 %、より好ましくは少なくとも70 %、より好ましくは少なくとも75 %、より好ましくは少なくとも80 %、より好ましくは少なくとも85 %、より好ましくは少なくとも90 %、より好ましくは少なくとも95 %およびより好ましくは少なくとも97 %、少なくとも98 %または少なくとも99 %を有する等価部分またはアナログを意味する。その酵素と機能的に等価なアナログの例は、その酵素の触媒部位を機能的な形態で含む融合タンパク質であり得るが、それは、別の種由来の酵素の相同性のあるバリアントでもあり得る。また、関連酵素の特定の酵素活性を模倣する完全合成分子も、「機能的に等価なアナログ」となり得る。LAMANの非ヒトアナログは、一般的には、患者の中で抗体形成を誘導し疾患を引き起こす可能性があるため、治療に適用できない。しかし、ヒトアナログは、変異が疾患誘発性でなくかつ所望の酵素活性を大きく低下させない場合、酵素置換療法において有用であり得る。そのような変異の例は、His70Leu、Gln240Arg、Ser250Ala、Leu278Val、Ser282Pro、Thr312Ile、Ala337Arg、Ser413Asn、Ser481Ala、Gln582Glu、Arg741Gly、Thr873Proである(情報源:http://www.ensembl.org;記録ID ENST00000456935)。また、Pro669LeuおよびAsp402Lysは、本発明者らにより疾患を引き起こさないことが確認されている。   The term “substantially the same enzyme activity” means at least 50% of the activity of the natural enzyme, preferably at least 60%, more preferably at least 70%, more preferably at least 75%, more preferably at least 80%, more preferably Means an equivalent moiety or analog having at least 85%, more preferably at least 90%, more preferably at least 95% and more preferably at least 97%, at least 98% or at least 99%. An example of an analog that is functionally equivalent to the enzyme can be a fusion protein containing the catalytic site of the enzyme in a functional form, but it can also be a homologous variant of an enzyme from another species. A fully synthetic molecule that mimics the specific enzyme activity of a related enzyme can also be a “functionally equivalent analog”. Non-human analogs of LAMAN are generally not applicable to therapy because they can induce antibody formation and cause disease in patients. However, human analogs can be useful in enzyme replacement therapy if the mutation is not disease-inducing and does not significantly reduce the desired enzyme activity. Examples of such mutations are His70Leu, Gln240Arg, Ser250Ala, Leu278Val, Ser282Pro, Thr312Ile, Ala337Arg, Ser413Asn, Ser481Ala, Gln582Glu, Arg741Gly, Thr873Pro (source: http: //www.ensemST. ). In addition, Pro669Leu and Asp402Lys have been confirmed by the present inventors not to cause disease.

一般に、当業者は、酵素活性の決定のために適当なアッセイを容易に構築することができると思われる。LAMANについては、適当な酵素活性アッセイは、WO 02/099092の26ページ、8〜28行に開示されている。簡単に説明すると、以下の手順が、スクリーニングの目的で、平底96ウェルプレートを用いて実施され得る:75μlの4Xアッセイバッファー(8 mM p-ニトロフェニル-α-D-マンノピラノシド、2 mg/mL BSA、0.4 M 酢酸Na(pH 4.5))を75μlのサンプルまたは(150 mM NaCl + 10 %スーパーブロックを含む10 mM Tris pH 7.4中の)その適当な希釈物に添加する。このプレートを37℃で30分間インキュベートし、75μlの1.8 M Na2CO3で停止し、そしてプレートリーダーにおいて405 nmでの吸光度を記録する。96ウェルプレートを分光光度計において読み取る。比活性は、1分間、1 mgタンパク質あたりの加水分解されたp-ニトロフェニル-α-D-マンノピラノシドのμmolと定義する。 In general, one of ordinary skill in the art would readily be able to construct an appropriate assay for determination of enzyme activity. For LAMAN, a suitable enzyme activity assay is disclosed in WO 02/099092, page 26, lines 8 to 28. Briefly, the following procedure can be performed using a flat bottom 96-well plate for screening purposes: 75 μl of 4X assay buffer (8 mM p-nitrophenyl-α-D-mannopyranoside, 2 mg / mL BSA , 0.4 M Na acetate (pH 4.5)) is added to 75 μl of sample or its appropriate dilution (in 10 mM Tris pH 7.4 containing 150 mM NaCl + 10% superblock). The plate is incubated for 30 minutes at 37 ° C., stopped with 75 μl 1.8 M Na 2 CO 3 and the absorbance at 405 nm is recorded in a plate reader. Read 96-well plate in spectrophotometer. Specific activity is defined as μmol of hydrolyzed p-nitrophenyl-α-D-mannopyranoside per mg protein per minute.

一般的な定義と同様、「同一性」は、本明細書中で、遺伝子間またはタンパク質間の、それぞれ、ヌクレオチドまたはアミノ酸レベルでの配列同一性と定義される。したがって、本発明の文脈において、「配列同一性」は、タンパク質間のアミノ酸レベルでの同一性の尺度および核酸間のヌクレオチドレベルでの同一性の尺度である。タンパク質配列の同一性は、それらの配列のアラインメントを行った際の各配列の所定位置のアミノ酸配列を比較することによって決定され得る。同様に、核酸配列の同一性は、それらの配列のアラインメントを行った際の各配列の所定位置のヌクレオチド配列を比較することによって決定され得る。   As with the general definition, “identity” is defined herein as sequence identity at the nucleotide or amino acid level between genes or proteins, respectively. Thus, in the context of the present invention, “sequence identity” is a measure of identity at the amino acid level between proteins and a measure of identity at the nucleotide level between nucleic acids. The identity of protein sequences can be determined by comparing the amino acid sequences at predetermined positions in each sequence when the sequences are aligned. Similarly, the identity of nucleic acid sequences can be determined by comparing the nucleotide sequence at a given position in each sequence when the sequences are aligned.

2つのアミノ酸配列または2つの核酸のパーセント同一性を決定するために、それらの配列のアラインメントは、最適な比較の目的で行う(例えば、第2のアミノ酸または核酸配列との最適なアラインメントのために、第1のアミノ酸または核酸配列の配列にギャップが挿入される場合がある)。次いで、対応するアミノ酸位置またはヌクレオチド位置のアミノ酸残基またはヌクレオチドを比較する。第1の配列のある位置が、第2の配列における対応する位置と同じアミノ酸残基またはヌクレオチドで占有されている場合、その分子は、その位置で同一とする。2つの配列間のパーセント同一性は、それらの配列によって共有される同一位置数の関数である(すなわち、%同一性 = 同一位置の#/位置の合計#(例えば重ね合わせた位置) x 100)。一つの態様において、2つの配列は同じ長さである。   To determine the percent identity of two amino acid sequences or two nucleic acids, the alignments of those sequences are made for optimal comparison purposes (eg, for optimal alignment with a second amino acid or nucleic acid sequence). A gap may be inserted in the sequence of the first amino acid or nucleic acid sequence). The amino acid residues or nucleotides at corresponding amino acid positions or nucleotide positions are then compared. If a position in the first sequence is occupied by the same amino acid residue or nucleotide as the corresponding position in the second sequence, then the molecules are identical at that position. The percent identity between two sequences is a function of the number of identical positions shared by those sequences (ie,% identity = # of identical positions / total of positions # (eg superimposed positions) x 100) . In one embodiment, the two sequences are the same length.

配列のアラインメントを手作業で行い、同一アミノ酸数を数えてもよい。あるいは、パーセント同一性を決定するための2つの配列のアラインメントは、数学的アルゴリズムを用いてなされてもよい。そのようなアルゴリズムは、NBLASTおよびXBLASTプログラムに組み込まれている。本発明の核酸分子に相同なヌクレオチド配列を得るために、BLASTヌクレオチドサーチが、NBLASTプログラム、スコア = 100、ワード長 = 12の下で実行され得る。本発明のタンパク質分子に相同なアミノ酸配列を得るために、BLASTタンパク質サーチが、XBLASTプログラム、スコア = 50、ワード長 = 3の下で実行され得る。比較目的でギャップ有りのアラインメントを行うために、Gapped BLASTが利用され得る。あるいは、分子間の距離的関係を検出するPSI-Blastを使用して反復的サーチが実行され得る。NBLAST、XBLASTおよびGapped BLASTプログラムを利用する場合、各プログラムの初期設定パラメータが使用され得る。http://www.ncbi.nlm.nih.govを参照のこと。あるいは、配列同一性は、例えばEMBLデータベースにおいてBLASTプログラムにより配列のアラインメントを行った後に算出され得る(www.ncbi.nlm.gov/cgi-bin/BLAST)。一般に、初期設定、例えば「スコアリングマトリクス」および「ギャップペナルティ」に関する初期設定が、アラインメントに使用され得る。本発明の文脈においては、BLASTNおよびPSI BLASTの初期設定が有用であり得る。   Sequence alignment may be performed manually and the number of identical amino acids may be counted. Alternatively, the alignment of the two sequences to determine percent identity may be made using a mathematical algorithm. Such algorithms are incorporated into the NBLAST and XBLAST programs. To obtain nucleotide sequences homologous to the nucleic acid molecules of the invention, a BLAST nucleotide search can be performed under the NBLAST program, score = 100, word length = 12. In order to obtain amino acid sequences homologous to the protein molecules of the invention, a BLAST protein search can be performed under the XBLAST program, score = 50, word length = 3. Gapped BLAST can be used to perform an alignment with a gap for comparison purposes. Alternatively, iterative searches can be performed using PSI-Blast that detects distant relationships between molecules. When utilizing NBLAST, XBLAST, and Gapped BLAST programs, the default parameters of each program can be used. See http://www.ncbi.nlm.nih.gov. Alternatively, sequence identity can be calculated, for example, after alignment of sequences with the BLAST program in the EMBL database (www.ncbi.nlm.gov/cgi-bin/BLAST). In general, default settings, eg, default settings for “scoring matrix” and “gap penalty” may be used for alignment. In the context of the present invention, BLASTN and PSI BLAST default settings may be useful.

2つの配列間のパーセント同一性は、上記と同様の技術を用い、ギャップを利用してまたは利用しないで、決定され得る。パーセント同一性の算出においては、正確な一致のみが考慮される。   The percent identity between two sequences can be determined using techniques similar to those described above, with or without gaps. Only exact matches are considered in calculating percent identity.

本発明の別の態様は、上記の精製方法により得ることができるα-マンノシダーゼを含む組成物である。   Another aspect of the present invention is a composition comprising α-mannosidase obtainable by the purification method described above.

本発明の第2の局面において、以下の工程を含む、組み換えα-マンノシダーゼの半回分生産方法または連続生産方法が提供される:
a. 第0日に、組み換えα-マンノシダーゼを産生することができる細胞を、ベース培地を含む生産用リアクターに接種し、細胞培養物を供給する工程、
b. 第1日から少なくとも1度、細胞培養物にフィード培地を添加する工程、
c. 第3日以降または生存細胞密度が2.1 MVC/mLを上回ったときのいずれか早い方において、細胞培養物の温度を、最高でも35℃、例えば34℃、33℃、32℃、好ましくは最高でも31℃に調節する工程。
In a second aspect of the present invention, there is provided a semi-batch production method or a continuous production method of recombinant α-mannosidase comprising the following steps:
a. On day 0, inoculating cells capable of producing recombinant α-mannosidase into a production reactor containing a base medium and supplying a cell culture;
b. adding a feed medium to the cell culture at least once from day 1;
c. After day 3 or when viable cell density exceeds 2.1 MVC / mL, whichever comes first, the temperature of the cell culture is at most 35 ° C., for example 34 ° C., 33 ° C., 32 ° C., preferably The process of adjusting to 31 ° C at the maximum.

上記の方法において、接種日は第0日と定義され、その次の日が第1日等とされる。第0日からc項に記載される調節までに使用される開始温度は、36〜37℃の範囲、好ましくは36.5℃である。上記の温度は実測温度であり、設定点ではない、すなわち、本発明で使用されるバイオリアクターの設定において、上記の31℃の温度は32℃の温度設定点を必要とすることを理解されたい。同様に、36.5℃の温度は37℃の設定温度点を必要とする。   In the above method, the inoculation date is defined as the 0th day, and the next day is the 1st day. The starting temperature used from day 0 to the adjustment described in section c is in the range of 36-37 ° C, preferably 36.5 ° C. It should be understood that the above temperatures are measured temperatures and not set points, ie, in the bioreactor settings used in the present invention, the above 31 ° C. temperature requires a 32 ° C. temperature set point. . Similarly, a temperature of 36.5 ° C requires a set temperature point of 37 ° C.

組み換えα-マンノシダーゼの発現および生産に適した宿主細胞は、多細胞生物、好ましくは哺乳動物から得られる。特に、組み換えα-マンノシダーゼを生産するのに使用される細胞は、SV40により形質転換されたサル腎臓CVI系(COS-7);ヒト胎児腎臓系(293細胞または懸濁培養成長用にサブクローニングされた293細胞);ベビーハムスター腎臓細胞(BHK);チャイニーズハムスター卵巣細胞/ -DHFR(CHO);マウスセルトリ細胞(TM4);サル腎臓細胞(CVI);アフリカミドリザル腎臓細胞(VERO-76);ヒト子宮頸癌細胞(HELA);イヌ腎臓細胞(MDCK);バッファローラット肝臓細胞(BRL 3A);ヒト肺細胞(W138);ヒト肝臓細胞(Hep G2、HB 8065);マウス乳癌(MMT 060562);TRI細胞;MRC 5細胞;FS4細胞;およびヒト肝癌系(Hep G2)からなる群より選択され得る。昆虫細胞系またはヒト線維芽細胞もまた、適当な宿主細胞として利用可能である。   Suitable host cells for the expression and production of recombinant α-mannosidase are obtained from multicellular organisms, preferably mammals. In particular, the cells used to produce recombinant α-mannosidase include monkey kidney CVI line transformed with SV40 (COS-7); human fetal kidney line (293 cells or subcloned for suspension culture growth) Baby hamster kidney cells (BHK); Chinese hamster ovary cells / -DHFR (CHO); mouse Sertoli cells (TM4); monkey kidney cells (CVI); African green monkey kidney cells (VERO-76); human cervix Cancer cells (HELA); Canine kidney cells (MDCK); Buffalo rat liver cells (BRL 3A); Human lung cells (W138); Human liver cells (Hep G2, HB 8065); Mouse breast cancer (MMT 060562); TRI cells; It can be selected from the group consisting of MRC 5 cells; FS4 cells; and the human liver cancer line (Hep G2). Insect cell lines or human fibroblasts are also available as suitable host cells.

組み換えα-マンノシダーゼの生産は、当業者に公知の技術を用いて適当な核酸コンストラクトによりトランスフェクトした細胞を用いて行われる。特に、この核酸コンストラクトは、
(i) SEQ ID NO: 1で示される核酸配列、および
(ii) 上記のSEQ ID NO 2で示される配列の部分配列またはアナログをコードする核酸配列、
からなる群より選択される核酸配列を含み得る。
Production of recombinant α-mannosidase is performed using cells transfected with an appropriate nucleic acid construct using techniques known to those skilled in the art. In particular, this nucleic acid construct is
(i) a nucleic acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, and
(ii) a nucleic acid sequence encoding a partial sequence or analog of the sequence represented by SEQ ID NO 2 above,
A nucleic acid sequence selected from the group consisting of:

細胞は、好ましくは、WO 02/099092に記載されるような、組み換え酵素を生産する目的のために特別に構築されたrLAMANチャイニーズハムスター卵巣(CHO)細胞系であり得る。この細胞系の培養物DSM ACC2549は、2002年6月6日に、ブタペスト条約に基づく特許寄託の目的で、DSMZ GmbH, Maschroderweg 1b, D-38124, Braunschweig, Germanyに寄託されている。この細胞は、SEQ ID NO 1で示される配列を有する発現プラスミドpLamanExp1を用いて得ることもできる。   The cell may preferably be an rLAMAN Chinese hamster ovary (CHO) cell line specially constructed for the purpose of producing a recombinant enzyme, as described in WO 02/099092. This cell line culture, DSM ACC2549, was deposited on June 6, 2002 at DSMZ GmbH, Maschroderweg 1b, D-38124, Braunschweig, Germany for the purpose of depositing patents under the Budapest Treaty. This cell can also be obtained using the expression plasmid pLamanExp1 having the sequence shown in SEQ ID NO 1.

工程a〜cの方法はさらに、以下の工程、
d. 細胞培養物から組み換えα-マンノシダーゼを精製する方法であって、組み換えα-マンノシダーゼを含む細胞培養物のフラクションを上記のカルボン酸基またはスルホン酸基を有するマルチモードリガンドを含む樹脂によるクロマトグラフィーに供する、方法、
を含み得る。
The method of steps a to c further includes the following steps:
d. A method for purifying recombinant α-mannosidase from cell culture, wherein a fraction of the cell culture containing recombinant α-mannosidase is chromatographed on a resin containing a multimodal ligand having a carboxylic acid group or a sulfonic acid group. To provide the method,
Can be included.

さらに別の態様において、生産方法において使用される細胞培養物は、動物由来の任意の補助成分、例えばタラ肝油補助成分を本質的に含まない。そのような補助成分の使用を回避することで、最終酵素生産物へのウイルスの混入の危険性が低下する。   In yet another aspect, the cell culture used in the production method is essentially free of any animal-derived supplemental components, such as cod liver oil supplemental components. By avoiding the use of such auxiliary ingredients, the risk of virus contamination in the final enzyme product is reduced.

生産方法の一つの好ましい態様において、半回分生産または連続生産の未希釈採取物は、少なくとも0.1 g/L、例えば少なくとも0.2 g/L、0.3 g/L、0.4 g/L、好ましくは少なくとも0.5 g/Lのα-マンノシダーゼ濃度を有する。   In one preferred embodiment of the production method, the undiluted harvest for semi-batch or continuous production is at least 0.1 g / L, such as at least 0.2 g / L, 0.3 g / L, 0.4 g / L, preferably at least 0.5 g. It has an α-mannosidase concentration of / L.

別の態様において、半回分生産または連続生産の未希釈採取物は、3〜35 U/mL、例えば5〜35 U/mL、7〜35 U/mLの範囲、好ましくは10〜35 U/mLの範囲の酵素活性を有する。さらなる方法の最適化により、採取物の酵素活性は35 U/mLよりもさらに高くなり得ることを理解されたい。   In another embodiment, the semi-batch or continuous production undiluted harvest is in the range of 3 to 35 U / mL, such as 5 to 35 U / mL, 7 to 35 U / mL, preferably 10 to 35 U / mL. Enzyme activity in the range of. It should be understood that with further method optimization, the enzyme activity of the harvest can be even higher than 35 U / mL.

この生産方法は、大規模に実施され得る点で有利である。したがって一つの態様において、半回分生産または連続生産のための方法は、少なくとも30 L、例えば少なくとも50 L、75 L、100 L、150 L、200 L、好ましくは少なくとも250 Lの容量で実施される。   This production method is advantageous in that it can be implemented on a large scale. Thus, in one embodiment, the method for semi-batch production or continuous production is performed in a volume of at least 30 L, such as at least 50 L, 75 L, 100 L, 150 L, 200 L, preferably at least 250 L. .

本発明の別の態様では、α-マンノシダーゼが、
(A) SEQ ID NO 2で示される配列
(B) Aの配列のアナログ
(C) (A)または(B)の配列の部分配列
から選択される配列を有する上記の生産方法が提供される。
In another aspect of the invention, α-mannosidase is
(A) Sequence indicated by SEQ ID NO 2
(B) A sequence analog
(C) The above production method having a sequence selected from a partial sequence of the sequence of (A) or (B) is provided.

本発明の別の態様は、上記の生産方法により得ることができるα-マンノシダーゼを含む組成物である。そのような組成物は、好ましい態様において、追加の有効生産物成分(active product ingredients; API)、アジュバントおよび/または賦形剤を含み得る。   Another embodiment of the present invention is a composition comprising α-mannosidase obtainable by the production method described above. Such compositions may in preferred embodiments include additional active product ingredients (API), adjuvants and / or excipients.

本発明の第3の局面では、精製された組み換えα-マンノシダーゼを含む組成物であって、α-マンノシダーゼの少なくとも80 %が130 kDa糖タンパク質として存在する組成物が提供される。   In a third aspect of the invention, there is provided a composition comprising purified recombinant α-mannosidase, wherein at least 80% of α-mannosidase is present as a 130 kDa glycoprotein.

好ましい態様では、精製された組み換えα-マンノシダーゼを含む組成物であって、組み換えα-マンノシダーゼが、+5℃で保存される場合は少なくとも4日間、または-20℃で保存される場合は少なくとも24ヶ月間、溶液中で安定性を維持する、組成物が提供される。   In a preferred embodiment, a composition comprising purified recombinant α-mannosidase, wherein the recombinant α-mannosidase is at least 4 days when stored at + 5 ° C. or at least 24 when stored at −20 ° C. Compositions are provided that remain stable in solution for months.

rhLAMAN酵素生産物用の処方バッファー溶液に関する本発明の好ましい組成が以下に記載され、それにより達成される安定性も列挙されている。
Na2HPO4 3.50 mM(二塩基リン酸ナトリウム)
NaH2PO4 0.17 mM(一塩基リン酸ナトリウム)
グリシン 27 mM
マンニトール 250 mM
pH 7.70、290 mOsm/kg(等張液)

使用時安全性: 安定溶液 +5℃ - 4日
+20℃ - 6時間
-20℃ - 24ヶ月
凍結乾燥 +5℃ - 24ヶ月
Preferred compositions of the present invention for formulation buffer solutions for rhLAMAN enzyme products are described below and the stability achieved thereby is also listed.
Na 2 HPO 4 3.50 mM (dibasic sodium phosphate)
NaH 2 PO 4 0.17 mM (monobasic sodium phosphate)
Glycine 27 mM
Mannitol 250 mM
pH 7.70, 290 mOsm / kg (isotonic solution)

Safety in use: Stable solution + 5 ° C-4 days
+ 20 ℃-6 hours
-20 ℃-24 months
Freeze drying + 5 ℃-24 months

本発明の別の態様では、α-マンノシダーゼが、
(A) SEQ ID NO 2で示される配列
(B) Aの配列のアナログ
(C) (A)または(B)の配列の部分配列
から選択される配列を有する上記の組成物が提供される。
In another aspect of the invention, α-mannosidase is
(A) Sequence indicated by SEQ ID NO 2
(B) A sequence analog
(C) The above composition having a sequence selected from a partial sequence of the sequence of (A) or (B) is provided.

別の好ましい態様は、医薬として使用するための、上記の精製された組み換えα-マンノシダーゼを含む組成物である。   Another preferred embodiment is a composition comprising the purified recombinant α-mannosidase described above for use as a medicament.

さらなる態様において、上記の精製された組み換えα-マンノシダーゼを含む組成物は、α-マンノシドーシスの処置において使用するためのものである。   In a further embodiment, the composition comprising the purified recombinant α-mannosidase is for use in the treatment of α-mannosidosis.

さらに別の態様は、α-マンノシドーシス処置用の医薬の調製のための、上記の精製された組み換えα-マンノシダーゼを含む組成物の使用である。   Yet another aspect is the use of a composition comprising the purified recombinant α-mannosidase described above for the preparation of a medicament for the treatment of α-mannosidosis.

別の態様は、α-マンノシドーシスを処置するおよび/またはα-マンノシドーシスに関連する症状を低減もしくは軽減する方法であって、上記の精製された組み換えα-マンノシダーゼを含む組成物を、それを必要とする対象に投与する工程を含む方法である。   Another aspect is a method of treating α-mannosidosis and / or reducing or alleviating symptoms associated with α-mannosidosis, comprising a composition comprising the purified recombinant α-mannosidase as described above. A method comprising administering to a subject in need thereof.

本発明の局面の一つの文脈において記載される態様および特徴は、本発明の他の局面にも適用されることに留意されたい。   It should be noted that embodiments and features described in one context of aspects of the invention apply to other aspects of the invention.

本願において引用されているすべての特許文献および非特許文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み入れられる。   All patent and non-patent documents cited in this application are hereby incorporated by reference in their entirety.

ここからは、以下の非限定的な実施例により本発明をさらに詳細に記載する。   The invention will now be described in further detail by the following non-limiting examples.

使用される略語:
CIP: 定置洗浄(Clean In Place)
CV: カラム容量
Cv: 生存細胞密度
DF: ダイアフィルトレーション
DO: 溶存酸素
IPA: イソプロパノール
MVC/mL:106生存細胞/mL
NaPi: リン酸ナトリウム
NaAc: 酢酸ナトリウム
OD: 光学密度
EG: エチレングリコール
TFF: タンジェンシャルフローろ過
TMP: 膜間圧
UF: 限外ろ過
Abbreviations used:
CIP: Clean In Place
CV: Column capacity
Cv: Viable cell density
DF: Diafiltration
DO: dissolved oxygen
IPA: Isopropanol
MVC / mL: 10 6 viable cells / mL
NaPi: Sodium phosphate
NaAc: Sodium acetate
OD: Optical density
EG: Ethylene glycol
TFF: Tangential flow filtration
TMP: Transmembrane pressure
UF: Ultrafiltration

実施例1 - 本発明の好ましい精製手順全般
α-マンノシダーゼを最適な収率および純度で得るための本発明の精製手順を以下に記載する。個々の樹脂について定められた標準的な樹脂再生・クリーニング条件を使用する(実施例2〜5を参照)。使用する樹脂は、GE healthcare life sciencesおよびBioRadから入手できる。
Example 1-Preferred Purification Procedure of the Invention General The purification procedure of the present invention for obtaining α-mannosidase in optimal yield and purity is described below. Standard resin regeneration and cleaning conditions defined for individual resins are used (see Examples 2-5). The resins used are available from GE healthcare life sciences and BioRad.

・α-マンノシダーゼの生産物から採取物のフラクションを供給し、このフラクションを大きく希釈せずに清澄化する。好ましくは希釈を全く行わない。   • Supply a fraction of the harvest from the α-mannosidase product and clarify this fraction without significant dilution. Preferably no dilution is performed.

・上記のフラクションについて、マルチモードリガンドを含む樹脂によるカラムクロマトグラフィーを含む捕捉工程を実施する。これらの樹脂は、Capto(商標)MMC、Capto(商標)Adhere、PlasmidSelect(商標)Xtra、Capto(商標)Blue、Blue Sepharose(商標)Fast Flow樹脂、MEP HyperCel(商標)、HEA HyperCel(商標)およびPPA HyperCel(商標)からなる群より選択する。   -The above-mentioned fraction is subjected to a capture step including column chromatography using a resin containing a multimode ligand. These resins include Capto ™ MMC, Capto ™ Adhere, PlasmidSelect ™ Xtra, Capto ™ Blue, Blue Sepharose ™ Fast Flow resin, MEP HyperCel ™, HEA HyperCel ™ and Select from the group consisting of PPA HyperCel ™.

pH 4.5〜8.5で数回の洗浄を行い、その洗浄バッファーを、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸アンモニウム、MES、MOPS、Hepes、ホウ酸ナトリウム、tris-HCl、クエン酸バッファーまたはそれらの組み合わせ(以下、バッファーグループA)からなる群より選択する。しかし、少なくとも1回の洗浄において、洗浄溶液はイソプロパノールを含み、pHはpH 4〜6の間とする。溶出バッファーはバッファーグループAから選択され、溶出溶液はエチレングリコールを含む。溶出pHをpH 7.0〜8.5に維持する。   Wash several times at pH 4.5-8.5, and wash the buffer with sodium acetate, potassium acetate, ammonium acetate, sodium phosphate, potassium phosphate, sodium sulfate, potassium sulfate, ammonium sulfate, MES, MOPS, Hepes, boric acid It is selected from the group consisting of sodium, tris-HCl, citrate buffer or a combination thereof (hereinafter buffer group A). However, in at least one wash, the wash solution contains isopropanol and the pH is between pH 4-6. The elution buffer is selected from buffer group A, and the elution solution contains ethylene glycol. The elution pH is maintained at pH 7.0-8.5.

・α-マンノシダーゼを含む組成物について、疎水性相互作用樹脂によるカラムクロマトグラフィーを含む能動中間工程を実施する。これらの樹脂は、Butyl-S Sepharose(商標)6 Fast Flow、Butyl Sepharose(商標)4 Fast Flow、Octyl Sepharose(商標)4 Fast Flow、Phenyl Sepharose(商標)6 Fast Flow (high sub)およびPhenyl Sepharose(商標)6 Fast Flow (low sub)、Butyl Sepharose(商標)High Performance、Phenyl Sepharose(商標)High Performanceからなる群より選択する。   • For compositions containing α-mannosidase, perform an active intermediate step including column chromatography with a hydrophobic interaction resin. These resins include Butyl-S Sepharose ™ 6 Fast Flow, Butyl Sepharose ™ 4 Fast Flow, Octyl Sepharose ™ 4 Fast Flow, Phenyl Sepharose ™ 6 Fast Flow (high sub) and Phenyl Sepharose ( Trademark) 6 Fast Flow (low sub), Butyl Sepharose (trademark) High Performance, and Phenyl Sepharose (trademark) High Performance.

pH 7〜8で数回の洗浄を行う。洗浄バッファーを、バッファーグループAから選択する。溶出バッファーもバッファーグループAから選択し、溶出pHはpH 7〜8の間とする。   Perform several washes at pH 7-8. Wash buffer is selected from buffer group A. The elution buffer is also selected from buffer group A, and the elution pH is between pH 7-8.

・α-マンノシダーゼを含む組成物について、ミックスモードイオン交換樹脂によるカラムクロマトグラフィーを含む受動中間工程を実施し、フロースルー液を供給する。これらの樹脂は、セラミックヒドロキシアパタイトI型もしくはII型(好ましくはI型)樹脂またはフルオロアパタイトからなる群より選択する。pH 7〜8で1回の洗浄を行い、フロースルー液を供給する。洗浄バッファーを、バッファーグループAから選択する。   For the composition containing α-mannosidase, a passive intermediate step including column chromatography with a mixed mode ion exchange resin is performed, and a flow-through solution is supplied. These resins are selected from the group consisting of ceramic hydroxyapatite type I or type II (preferably type I) resin or fluoroapatite. Wash once at pH 7-8 and supply flow-through. Wash buffer is selected from buffer group A.

・α-マンノシダーゼを含む組成物について、陰イオン交換樹脂によるカラムクロマトグラフィーを含む洗練(polishing)工程を実施する。これらの樹脂は、Q-sepharose(商標)HP、Q-sepharose(商標)FF、DEAE-sepharose(商標)、Capto(商標)Q、Uno(商標)Q、ANX sepharose(商標)からなる群より選択する。   • Perform a polishing step including column chromatography with anion exchange resin on the composition containing α-mannosidase. These resins are selected from the group consisting of Q-sepharose (TM) HP, Q-sepharose (TM) FF, DEAE-sepharose (TM), Capto (TM) Q, Uno (TM) Q, ANX sepharose (TM) To do.

pH 7〜8で数回の洗浄を行う。洗浄バッファーを、バッファーグループAおよびTRIS-HClバッファーから選択する。溶出バッファーもバッファーグループAから選択し、溶出pHはpH 7〜8の間で維持する。   Perform several washes at pH 7-8. Wash buffer is selected from buffer group A and TRIS-HCl buffer. The elution buffer is also selected from buffer group A and the elution pH is maintained between pH 7-8.

・α-マンノシダーゼの溶液をイソプロパノールと接触させることによって、ウイルス不活性化工程を実施する。   Perform the virus inactivation step by contacting the α-mannosidase solution with isopropanol.

・ナノろ過を用いてウイルス除去工程を実施する。   -Perform a virus removal process using nanofiltration.

本発明にしたがうα-マンノシダーゼを含む精製組成物の収率および生産物の成分比を、従来法との比較と共に、以下の表1に示す。同表において:
方法1は、本発明にしたがう好ましい方法である。
方法2は、方法1と同様であるが洗練工程がない。同法は、捕捉工程についてのイソプロパノールを含む洗浄工程もなく、能動中間工程において数回の洗浄が行われ、そして最後にウイルス不活性化/除去工程がない。
方法3は、WO 02/099092に記載されているものである(マルチモードリガンドを使用しない)。
The yield of the purified composition containing α-mannosidase according to the present invention and the component ratio of the product are shown in Table 1 below together with a comparison with the conventional method. In the same table:
Method 1 is a preferred method according to the present invention.
Method 2 is similar to Method 1 but without a refinement step. The method does not have a wash step with isopropanol for the capture step, performs several washes in the active intermediate step, and finally no virus inactivation / removal step.
Method 3 is the one described in WO 02/099092 (no multimode ligand is used).

(表1)従来および本発明の精製手順により得られる収率および純度

Figure 0006021647
実施例10および図7も参照のこと。 TABLE 1 Yields and purity obtained by conventional and inventive purification procedures
Figure 0006021647
See also Example 10 and FIG.

実施例2 - マルチモードリガンドを用いるクロマトグラフィー捕捉工程
α-マンノシダーゼを含む清澄化された未希釈の採取物は、ミックスモードの相互作用により、マルチモードリガンド型の樹脂、例えばこの実施例で使用するCapto(商標)MMCに結合する。塩を増やしエチレングリコールを添加することにより生産物が溶出する。Capto(商標)MMCのキャパシティは、260 U/ml樹脂であった。捕捉段階は、以下の工程を用いて実施した。
Example 2-Chromatographic Capture Step with Multimodal Ligand Clarified undiluted harvest containing α-mannosidase is used in mixed mode interaction, multimodal ligand type resin, eg in this example Bind to Capto ™ MMC. The product is eluted by increasing the salt and adding ethylene glycol. Capto ™ MMC capacity was 260 U / ml resin. The capture step was performed using the following process.

・1〜2カラム容量(CV)の3 M NaCl、pH 10〜12を300 cm/hrで用いてカラムを再生する。
・5CVの50 mMリン酸ナトリウムバッファー(NaPi)、0.15 M NaCl pH 7.5を300 cm/hrで用いて平衡化する。
・清澄化された未希釈の採取物(導電率は約15 mS/cm)を300 cm/hrでロードする。
・洗浄1:4 CVの平衡化バッファー。
・洗浄2:3 CVの0.95 M NaAc、5 % (v:v)イソプロパノール、pH 4.9を300 cm/hr。
・洗浄3:4 CVの平衡化バッファー(安定なベースラインまで、すなわち5 mmフローセルについて約0.06 Auまで)を300 cm/hr。
・6 CVの1.5 M NaCl、40 %エチレングリコールを含有する90 mM NaPi、pH 7.7を用いて最大120 cm/hrで生産物を溶出させる。吸光度が上昇(新しいベースラインからおよそ10 mAu)したら回収を開始する。約4 CV回収する。
・上記のように、3 CV、下降流方向、最大120 cm/hrにてカラムを再生する。
・好ましくは上昇流方向にて、3 CVのH2O、3 CVの1 M NaOH(約60分の接触時間)、2〜3 CVのリン酸バッファー、pH 約7、3 CVの20 mMリン酸ナトリウム + 20 %エタノールを用いて定置洗浄(CIP)および浄化処理を行う。20 mMリン酸ナトリウム + 20 %エタノール中で保存する。
Regenerate the column with 1-2 column volumes (CV) of 3 M NaCl, pH 10-12 at 300 cm / hr.
Equilibrate with 5 CV 50 mM sodium phosphate buffer (NaPi), 0.15 M NaCl pH 7.5 at 300 cm / hr.
Load a clarified undiluted sample (conductivity approx. 15 mS / cm) at 300 cm / hr.
• Wash 1: 4 CV equilibration buffer.
Wash 2: 0.9 C M 0.95 M NaAc, 5% (v: v) isopropanol, pH 4.9, 300 cm / hr.
Wash 3: 300 cm / hr of 4 CV equilibration buffer (up to a stable baseline, ie up to about 0.06 Au for a 5 mm flow cell).
Elute the product at a maximum of 120 cm / hr using 90 mM NaPi, pH 7.7 containing 6 CV 1.5 M NaCl, 40% ethylene glycol. Start recovery when absorbance increases (approximately 10 mAu from the new baseline). Collect about 4 CV.
• Regenerate the column as described above at 3 CV, downward flow direction, maximum 120 cm / hr.
・ Preferably in the upward flow direction, 3 CV H 2 O, 3 CV 1 M NaOH (contact time of about 60 minutes), 2-3 CV phosphate buffer, pH about 7, 3 CV 20 mM phosphorus Perform in-place cleaning (CIP) and purification using sodium acid + 20% ethanol. Store in 20 mM sodium phosphate + 20% ethanol.

表2は、精製スキームの例を示す。表3は、その工程の概要である。図2は、この工程におけるクロマトグラムの例を示す。   Table 2 shows an example of a purification scheme. Table 3 outlines the process. FIG. 2 shows an example of a chromatogram in this step.

(表2)捕捉段階の精製スキーム:13.5 x 2 ml(27 ml)XK 16カラムにCapto(商標)MMCを充填(次ページに続く)

Figure 0006021647
(Table 2) Capture step purification scheme: 13.5 x 2 ml (27 ml) XK 16 column packed with Capto ™ MMC (continued on next page)
Figure 0006021647

(表3)Capto(商標)MMC捕捉段階における条件の概要

Figure 0006021647
Table 3 Summary of conditions in Capto ™ MMC capture stage
Figure 0006021647

実施例3 - 疎水性相互作用を使用するクロマトグラフィー中間能動工程
α-マンノシダーゼを含む捕捉段階由来の生産物は、硫酸ナトリウムの添加後に、疎水性相互作用により、疎水性相互作用型の樹脂、例えばこの実施例で使用するButyl Sepharose(商標)4 FFに結合する。塩濃度を下げると生産物が溶出する。そのキャパシティは195 U/ml樹脂であった。中間能動段階では以下の工程を用いた。
Example 3-Chromatography Intermediate Active Step Using Hydrophobic Interaction The product from the capture step comprising α-mannosidase is subjected to a hydrophobic interaction type resin such as a hydrophobic interaction type resin after the addition of sodium sulfate, e.g. It binds to Butyl Sepharose ™ 4 FF used in this example. The product elutes when the salt concentration is lowered. Its capacity was 195 U / ml resin. The following steps were used in the intermediate active stage.

・1 CVの20 mMリン酸ナトリウム(NaPi)バッファー、pH 7.5を用いて100 cm/hrでカラムを再生する。
・5 CVの0.5 M Na2SO4、20 mM NaPi、pH 7.5を用いて150 cm/hrでカラムを平衡化する。
・工程1由来の生産物のプールを同容量の20 mM NaPi、0.8 M Na2SO4、pH 7.5と混合し、それを70 cm/hrでカラムにロードする。混合はインラインでまたはロード開始の最大3時間前に実施することができる。1:1 容量:容量(v:v)の混合物は、およそ1.11:1 重量:重量(w:w)に相当する(溶出液:硫酸ナトリウムバッファー)。必要な場合、調整済のロード液を、ロードの前に0.45μmフィルター(親水性PESまたはPVDF)を通してろ過してもよい。
・3CVの平衡化バッファーを用いて70 cm/hrでカラムを洗浄し、前の工程由来の宿主細胞タンパク質と共にエチレングリコールを除去する。
・3.5 CVの20 mM NaPi、1.2 M NaAc、pH 7.5を用いて100 cm/hrで洗浄する。
・3.5 CVの0.6 M NaPi、pH 7.0を用いて150 cm/hrで洗浄する。
・4 CVの60 mM NaPi、pH 7.5を用いて150 cm/hrで生産物を溶出する。吸光度の最初の上昇からベースラインに到達するまでの約2 CVのピークを回収する。
・2 CVの20 mM NaPi、pH 7.5、続いて3 CVのH2Oを用いて150 cm/hrでカラムを再生する。
・3 CVの1M NaOH(60分の接触時間)、1 CVのH2O、1〜3 CVのリン酸バッファー、および2 CVの20 mMリン酸ナトリウム + 20 %エタノールを用いて、クリーニングおよび浄化処理を行う。20 mMリン酸ナトリウム + 20 %エタノール中で保存する。
Regenerate the column at 100 cm / hr using 1 CV of 20 mM sodium phosphate (NaPi) buffer, pH 7.5.
Equilibrate the column at 150 cm / hr using 5 CV 0.5 M Na 2 SO 4 , 20 mM NaPi, pH 7.5.
• Mix the pool of product from Step 1 with the same volume of 20 mM NaPi, 0.8 M Na 2 SO 4 , pH 7.5 and load it onto the column at 70 cm / hr. Mixing can be performed inline or up to 3 hours before the start of loading. A 1: 1 volume: volume (v: v) mixture corresponds to approximately 1.11: 1 weight: weight (w: w) (eluent: sodium sulfate buffer). If necessary, the conditioned load solution may be filtered through a 0.45 μm filter (hydrophilic PES or PVDF) prior to loading.
• Wash the column at 70 cm / hr with 3 CV equilibration buffer to remove ethylene glycol along with the host cell protein from the previous step.
Wash with 100 cm / hr using 3.5 CV of 20 mM NaPi, 1.2 M NaAc, pH 7.5.
• Wash with 150 cm / hr using 3.5 CV 0.6 M NaPi, pH 7.0.
Elute the product at 150 cm / hr using 4 CV 60 mM NaPi, pH 7.5. Collect approximately 2 CV peak from initial rise in absorbance to baseline.
Regenerate the column with 2 CV of 20 mM NaPi, pH 7.5, followed by 3 CV of H 2 O at 150 cm / hr.
Cleaning and purification using 3 CV 1M NaOH (60 min contact time), 1 CV H 2 O, 1-3 CV phosphate buffer, and 2 CV 20 mM sodium phosphate + 20% ethanol Process. Store in 20 mM sodium phosphate + 20% ethanol.

表4は、精製スキームの例を示す。表5は、その工程の概要である。図3は、この工程におけるクロマトグラムの例を示す。   Table 4 shows an example of a purification scheme. Table 5 outlines the process. FIG. 3 shows an example of a chromatogram in this step.

(表4)13.5 cm x 2 cm2(27 ml)XK 16カラムに充填したButyl Sepharose(商標)4FFを用いる中間能動精製スキーム(次ページに続く)

Figure 0006021647
Table 4 Intermediate active purification scheme using Butyl Sepharose ™ 4FF packed in 13.5 cm x 2 cm 2 (27 ml) XK 16 column (continued on next page)
Figure 0006021647

(表5)Butyl Sepharose(商標)4FF工程における条件の概要

Figure 0006021647
(Table 5) Summary of conditions in Butyl Sepharose ™ 4FF process
Figure 0006021647

実施例4 - ミックスモードイオン交換を使用するクロマトグラフィー中間受動工程
中間能動工程由来のα-マンノシダーゼを含む2つの溶出液をプールし、水と1:1(重量:重量)で混合して導電率を低下させ、これをミックスモードイオン交換樹脂、例えばこの実施例においてはセラミックヒドロキシアパタイトI(CHT I)樹脂にロードした。生産物は結合せずに通過し、宿主細胞タンパク質はカラムに結合する。生産物を含むフロースルー液を回収した。そのキャパシティは550 U/ml樹脂であった。この中間受動段階の実施例においては以下の工程を用いた。
Example 4-Chromatography Intermediate Passive Step Using Mixed Mode Ion Exchange Two eluates containing α-mannosidase from an intermediate active step are pooled and mixed 1: 1 with water (weight: weight) for conductivity. This was loaded onto a mixed mode ion exchange resin, such as ceramic hydroxyapatite I (CHT I) resin in this example. The product passes through unbound and the host cell protein binds to the column. The flow-through solution containing the product was collected. Its capacity was 550 U / ml resin. In the intermediate passive stage embodiment, the following steps were used.

・2 CVの0.6 M NaPi、pH 7.0を用いて300 cm/hrでカラムを再生する。
・5 CVの60 mM NaPi、pH 7.5を用いて300 cm/hrでカラムを平衡化する。
・工程2由来の調整済の溶出液を300 cm/hrでロードし、生産物を含むフロースルー液を回収する。ロード液の導電率およびpHは、それぞれ約10 mS/cmおよび7.3であろう。ODが20 mAuに上昇してからODが20 mAuに戻るまでの、おおよそロード液容量分および2 CV洗浄分の生産物を含むフロースルー液を回収する。工程の最後に生産物プールを0.45μm親水性PESまたはPVDFフィルターでろ過する。
・4CVの平衡化バッファーを用いて300 cm/hrでカラムを洗浄する。
・3 CVの0.6 M NaPi、pH 7.0を用いて300 cm/hrで再生する。
・3 CVの1M NaOH(60分の接触時間)、1 CVの60 mM NaPi、pH 7.5および2 CVの20 mMリン酸ナトリウム + 20 %エタノールを用いてクリーニングおよび浄化処理を行う。20 mMリン酸ナトリウム + 20 %エタノール中で保存する。
Regenerate the column at 300 cm / hr using 2 CV 0.6 M NaPi, pH 7.0.
Equilibrate the column at 300 cm / hr with 5 CV 60 mM NaPi, pH 7.5.
-Load the adjusted eluate from step 2 at 300 cm / hr and collect the flow-through containing the product. The conductivity and pH of the load solution will be about 10 mS / cm and 7.3, respectively. Collect the flow-through containing approximately the product of the load volume and 2 CV wash from the OD rise to 20 mAu until the OD returns to 20 mAu. At the end of the process, the product pool is filtered through a 0.45 μm hydrophilic PES or PVDF filter.
• Wash the column at 300 cm / hr with 4 CV equilibration buffer.
Regenerate at 300 cm / hr using 3 CV 0.6 M NaPi, pH 7.0.
Clean and purify using 3 CV 1M NaOH (60 min contact time), 1 CV 60 mM NaPi, pH 7.5 and 2 CV 20 mM sodium phosphate + 20% ethanol. Store in 20 mM sodium phosphate + 20% ethanol.

表6は、精製スキームの例を示す。表7は、その工程の概要である。図4は、この工程におけるクロマトグラムの例を示す。   Table 6 shows an example of a purification scheme. Table 7 outlines the process. FIG. 4 shows an example of a chromatogram in this step.

(表6)10 cm x 2 cm2 (20 ml) XK 16カラムに充填したCHT Iを用いる中間受動段階の精製スキーム

Figure 0006021647
Table 6 Intermediate Passive Step Purification Scheme Using CHT I Packed on a 10 cm x 2 cm2 (20 ml) XK 16 Column
Figure 0006021647

(表7)CHT I工程における条件の概要(次ページに続く)

Figure 0006021647
(Table 7) Outline of conditions in CHT I process (continued on next page)
Figure 0006021647

実施例5 - ウイルス不活性化工程
ウイルスの不活性化は、この方法の異なる段階で実施され得る。この実施例では、ウイルスの不活性化を、中間受動工程後かつ洗練工程前に実施した。α-マンノシダーゼを含む中間受動プールのウイルス不活性化は、21±5℃で15 %イソプロパノール(30 %イソプロパノール水溶液との1:1混合物)を用いる135±15分間のインキュベーションにより行う。タンクを+4℃の冷却ジャケットにより冷却し、プロセスを21±5℃で維持した。100 kDaポリエーテルスルホン膜Screen A(MilliporeまたはSartorius製)を用いるタンジェンシャルフローろ過(TFF)を用いてイソプロパノールを除去し、リン酸ナトリウムバッファーに交換した。この実施例においては、以下の工程をウイルスの不活性化に用いた。
Example 5-Virus Inactivation Step Virus inactivation can be performed at different stages of the method. In this example, virus inactivation was performed after the intermediate passive step and before the refinement step. Virus inactivation of the intermediate passive pool containing α-mannosidase is carried out by incubation for 135 ± 15 minutes with 21% isopropanol (1: 1 mixture with 30% aqueous isopropanol) at 21 ± 5 ° C. The tank was cooled by a + 4 ° C. cooling jacket and the process was maintained at 21 ± 5 ° C. Isopropanol was removed using tangential flow filtration (TFF) using a 100 kDa polyethersulfone membrane Screen A (Millipore or Sartorius) and replaced with sodium phosphate buffer. In this example, the following steps were used for virus inactivation.

・中間受動工程由来の生産物(フロースルー液)を、30 %イソプロパノールを1:0:94(w/w)相当の1:1(v:v)で含有する60 mMリン酸ナトリウムと混合する。例えば、再循環ポンプ供給により混合する。生産物のタンパク質濃度は、約0.3〜1 mg/mlとなろう。
・溶媒/生産物プールを室温で135±15分間インキュベートする。
・TFF膜を60 mMリン酸ナトリウムバッファーで平衡化する。
・膜間圧(TMP)1.1バール、21±5℃、流入圧=約1.4〜1.5バールおよび流出圧=約0.7〜0.8バールの限外ろ過によりこのプールを目標濃度2 mg/ml(0.5〜3 mg/ml)まで濃縮する。
・60 mMリン酸ナトリウムバッファーに対するダイアフィルトレーションにより約6容量分を交換する。TMP 1バール(流入1.4バール/流出0.6バール)で開始する。1容量分が交換された後、TMPを1.1に上げることができる。
・非透過液を回収する。膜を2〜3システム容量の希釈バッファーでリンスし、緩やかに結合している生産物を取り除く。このリンス液を非透過液と共に回収する。最終目標タンパク質濃度は、2 mg/ml(0.5〜3 mg/ml)である。
・膜をH2O、続いて0.5 M NaOH(60分間の接触時間)でクリーニングする。0.1 M NaOH中で保存する。
Mix the product from the intermediate passive process (flow-through solution) with 60 mM sodium phosphate containing 30% isopropanol in 1: 1 (v: v) equivalent to 1: 0: 94 (w / w) . For example, mixing is performed by supplying a recirculation pump. The protein concentration of the product will be about 0.3-1 mg / ml.
Incubate the solvent / product pool at room temperature for 135 ± 15 minutes.
Equilibrate TFF membrane with 60 mM sodium phosphate buffer.
• Transmembrane pressure (TMP) 1.1 bar, 21 ± 5 ° C., ultrafiltration with an inflow pressure of about 1.4 to 1.5 bar and an outflow pressure of about 0.7 to 0.8 bar. Concentrate to mg / ml).
• Replace approximately 6 volumes by diafiltration against 60 mM sodium phosphate buffer. Start at 1 bar TMP (1.4 bar inflow / 0.6 bar outflow). After one volume is exchanged, TMP can be raised to 1.1.
-Collect the non-permeate. Rinse the membrane with 2-3 system volumes of dilution buffer to remove loosely bound product. This rinse solution is collected together with the non-permeate. The final target protein concentration is 2 mg / ml (0.5-3 mg / ml).
Clean the membrane with H 2 O followed by 0.5 M NaOH (60 minutes contact time). Store in 0.1 M NaOH.

表10は、ウイルス不活性化/TFF工程における条件を示す。   Table 10 shows the conditions in the virus inactivation / TFF step.

(表10)ウイルス不活性化/TFF工程における条件の概要

Figure 0006021647
NaPi = 60 mMリン酸ナトリウム、pH 7.5 (Table 10) Summary of conditions for virus inactivation / TFF process
Figure 0006021647
NaPi = 60 mM sodium phosphate, pH 7.5

実施例6 - 陰イオン交換を用いるクロマトグラフィー洗練工程
陰イオン交換樹脂、例えばこの実施例では第4級アンモニウム高性能強陰イオン交換樹脂(Q Sepharose(商標)HP樹脂)に対してイオン性相互作用により結合させるため、中間受動工程由来のα-マンノシダーゼを含む非透過液の導電率を、調整バッファー(20 mM Tris-HCl、10 mM NaCl、75 mMマンニトール、0.005 % tween(商標)80、pH 7.5)による6倍希釈により低下させた。非透過液は、ロードする前に直接希釈するかまたはインライン希釈した。生産物は、塩化ナトリウムの添加により、予め1CVの溶出バッファーで満たしておいた容器に溶出させた。そのキャパシティは400 U/ml樹脂である。この実施例における洗練段階では以下の工程を用いた。
Example 6-Chromatographic Refinement Process Using Anion Exchange Ionic Interactions with Anion Exchange Resin, eg Quaternary Ammonium High Performance Strong Anion Exchange Resin (Q Sepharose ™ HP Resin) in this Example The conductivity of the non-permeate containing α-mannosidase from the intermediate passive step is adjusted with the adjustment buffer (20 mM Tris-HCl, 10 mM NaCl, 75 mM mannitol, 0.005% tween ™ 80, pH 7.5). ). The non-permeate was diluted either directly or in-line before loading. The product was eluted in a container previously filled with 1 CV elution buffer by the addition of sodium chloride. Its capacity is 400 U / ml resin. The following steps were used in the refinement stage in this example.

・1 CVの50 mM NaPi、1 M塩化ナトリウム、pH 7.5を用いて、120 cm/hrでカラムを再生する。
・5 CVの20 mM Tris-HCl、10 mM塩化ナトリウム、pH 7.5を用いて、120 cm/hrでカラムを平衡化する。
・工程4由来の希釈した非透過液を、120 cm/hrでロードする。
・5 CVの平衡化バッファーおよび1 CVの20 mMリン酸ナトリウム、pH 7.5を用いて、120 cm/hrでカラムを洗浄する。
・(1CVの溶出バッファーで)予め満たしておいた容器に、4 CVの50 mMリン酸ナトリウム、0.2 M塩化ナトリウム、pH 7.5を用いて120 cm/hrで生産物を溶出する。吸光度の最初の上昇(10〜20 mAuで回収開始)から30〜50 mAu(2 mmフローセル)までのピーク、0.5〜1.5 CV分を回収する。
・3 CVの50 mM NaPi、1 M塩化ナトリウム、pH 7.5を用いて120 cm/hrでカラムを再生する。
・3 CVの1 M NaOH(60分間の接触時間)および3 CVの10 mM NaOHを用いてクリーニングおよび浄化処理を行う。10 mM NaOH中で保存する。
Regenerate the column at 120 cm / hr using 1 CV 50 mM NaPi, 1 M sodium chloride, pH 7.5.
Equilibrate the column at 120 cm / hr with 5 CV 20 mM Tris-HCl, 10 mM sodium chloride, pH 7.5.
Load the diluted non-permeate from step 4 at 120 cm / hr.
• Wash the column at 120 cm / hr using 5 CV equilibration buffer and 1 CV 20 mM sodium phosphate, pH 7.5.
Elute the product at 120 cm / hr using 4 CV of 50 mM sodium phosphate, 0.2 M sodium chloride, pH 7.5 in a prefilled container (with 1 CV elution buffer). Collect the peak from 0.5% to 1.5 CV from the first increase in absorbance (starting recovery at 10-20 mAu) to 30-50 mAu (2 mm flow cell).
Regenerate the column at 120 cm / hr using 3 CV 50 mM NaPi, 1 M sodium chloride, pH 7.5.
• Clean and purify with 3 CV of 1 M NaOH (60 min contact time) and 3 CV of 10 mM NaOH. Store in 10 mM NaOH.

表8は、精製スキームの例を示す。表9は、その工程の概要である。図5は、クロマトグラムの例を示す。   Table 8 shows an example of a purification scheme. Table 9 outlines the process. FIG. 5 shows an example of a chromatogram.

(表8)Q Sepharose(商標)HP樹脂19 cm x 2 cm2(38 ml)を用いる洗練工程の精製スキームの例(次ページに続く)

Figure 0006021647
Table 8: Example of refinement purification scheme using Q Sepharose ™ HP resin 19 cm x 2 cm 2 (38 ml) (continued on next page)
Figure 0006021647

(表9)Q Sepharose(商標)HP工程における条件の概要(次ページに続く)

Figure 0006021647
(Table 9) Summary of conditions in Q Sepharose ™ HP process (continued on next page)
Figure 0006021647

実施例7 - ウイルス削減工程
ウイルスの削減は、この方法の異なる段階で実施され得る。この実施例では、ウイルスの削減を、洗練工程の後で実施した。洗練工程由来の溶出液を、0.1μmの事前ろ過の後に、Planova(商標)15Nフィルターを通じてナノろ過する。以下の工程を用いた。
Example 7-Virus reduction process Virus reduction can be performed at different stages of the method. In this example, virus reduction was performed after the refinement process. The eluate from the refinement process is nanofiltered through a Planova ™ 15N filter after 0.1 μm prefiltration. The following steps were used.

・洗練工程由来の溶出液を0.1μmフィルターを通じて事前ろ過する。このフィルターを少量の50 mMリン酸ナトリウム、0.2 M塩化ナトリウム、pH 7.5でリンスし、緩やかに結合している生産物を取り除く。
・溶出液を、0.8バール圧、室温でろ過する。このろ過の後に、50 mMリン酸ナトリウム、0.2 M塩化ナトリウム、pH 7.5を用いてPlanova 15システムのおよそ3容量分の事後洗浄を行う。
• Prefilter the eluate from the refinement process through a 0.1 μm filter. The filter is rinsed with a small amount of 50 mM sodium phosphate, 0.2 M sodium chloride, pH 7.5 to remove the loosely bound product.
• Filter the eluate at 0.8 bar pressure and room temperature. This filtration is followed by a post-wash of approximately 3 volumes of the Planova 15 system using 50 mM sodium phosphate, 0.2 M sodium chloride, pH 7.5.

実施例8 - 処方および保存
100 kDa、Screen A、ポリエーテルスルホン膜(Sartorius(商標)またはMillipore(商標))を用いるタンジェンシャルフローろ過(TFF)によりバッファーを処方バッファーに交換する。タンクを+4℃の冷却ジャケットにより冷却することで、方法を21±5℃で維持することができる。概算キャパシティは100 l/m2である。以下の工程を処方および保存に使用した。
Example 8-Formulation and Storage
The buffer is exchanged for formulation buffer by tangential flow filtration (TFF) using a 100 kDa, Screen A, polyethersulfone membrane (Sartorius ™ or Millipore ™). By cooling the tank with a + 4 ° C cooling jacket, the process can be maintained at 21 ± 5 ° C. Approximate capacity is 100 l / m 2. The following steps were used for formulation and storage.

・膜を3.5 mM Na2HPO4、0.17 mM NaHPO4、250 mMマンニトール、27 mMグリシン、pH 7.7(処方バッファー)により平衡化する。
・α-マンノシダーゼを含む精製生産物を、およそ1容量の処方バッファーを用いて目標濃度2〜3 mg/mlに希釈する。生産物中のタンパク質濃度が低い場合は、処方バッファーによる希釈前の容量を減らし、4〜6 mg/mlに濃縮することが可能である(しかしそれは必須ではない)。
・TMP 0.8および21±5℃での限外ろ過により目標濃度6 mg/mlまで約2倍濃縮する。
・TMP 0.8、21±5℃での処方バッファーに対するダイアフィルトレーションにより、6容量分交換する。
・限外ろ過により約1.5倍濃縮し、非透過液を回収する。膜を1システム容量の処方バッファーでリンスし、緩やかに結合している生産物を取り除く。このリンス液を非透過液と共に回収する。代替法は、リンス液をOD 280で測定し、それが生産物を含む場合のみプールすることである。最終目標タンパク質濃度は、7±2 mg/mlである。
・膜をH2O、その後に0.5 M NaOH(60分の接触時間)によりクリーニングする。0.1 M NaOH中で保存する。
Equilibrate membrane with 3.5 mM Na 2 HPO 4 , 0.17 mM NaHPO 4 , 250 mM mannitol, 27 mM glycine, pH 7.7 (formulation buffer).
Dilute the purified product containing α-mannosidase to a target concentration of 2-3 mg / ml using approximately 1 volume of formulation buffer. If the protein concentration in the product is low, it is possible to reduce the volume before dilution with formulation buffer and concentrate to 4-6 mg / ml (but it is not essential).
Concentrate approximately 2 times to the target concentration of 6 mg / ml by ultrafiltration at TMP 0.8 and 21 ± 5 ° C.
• Replace 6 volumes by diafiltration against formulation buffer at TMP 0.8, 21 ± 5 ° C.
-Concentrate approximately 1.5 times by ultrafiltration and collect the non-permeate. Rinse the membrane with 1 system volume of formulation buffer to remove loosely bound product. This rinse solution is collected together with the non-permeate. An alternative is to measure the rinse at OD 280 and pool it only if it contains the product. The final target protein concentration is 7 ± 2 mg / ml.
Clean the membrane with H 2 O followed by 0.5 M NaOH (60 min contact time). Store in 0.1 M NaOH.

(表11)処方用TFF工程における条件の概要(次ページに続く)

Figure 0006021647
(Table 11) Summary of conditions in prescription TFF process (continued on next page)
Figure 0006021647

生産物を5 mg/mlに希釈し、無菌ろ過した。ろ過した原体でボトルを充填し、凍結する。   The product was diluted to 5 mg / ml and sterile filtered. Fill bottle with filtered bulk and freeze.

実施例9 - αマンノシダーゼ用の半回分培養方法
細胞を解凍した後、その細胞を震盪フラスコ、10 Lシードバイオリアクターおよび50 Lシードバイオリアクター中で増殖させ、その後にそれらを生産用バイオリアクター(250 L)に移した。生産用バイオリアクターの接種日における、50 Lシードバイオリアクター中の細胞密度は2から2.5 MVC/mLの間であった。細胞は、接種完了時の細胞懸濁物の容量が100 Lとなるように、0.5 MVC/mLの細胞密度でシードバイオリアクターから生産用リアクターに接種した。接種日を第0日と呼び、その次の日を第1日と呼び、以下同様とする。第1日から実験最終日まで、既定の割合でブースト中、毎日、フィード培地を添加した(以下参照)。第1日から実験最終日まで、既定の割合およびルールでブースト中、毎日、グルタミンおよびグルコースを添加した(以下参照)。生存細胞密度が≧2.2 MVC/mLになる日または第3日のいずれか早い方において、温度を生産温度に下げた。
Example 9-Semi-batch culture method for alpha mannosidase After thawing the cells, the cells were grown in shake flasks, 10 L seed bioreactors and 50 L seed bioreactors, after which they were produced in a production bioreactor (250 L). On the day of inoculation of the production bioreactor, the cell density in the 50 L seed bioreactor was between 2 and 2.5 MVC / mL. Cells were inoculated from the seed bioreactor into the production reactor at a cell density of 0.5 MVC / mL so that the cell suspension volume at the completion of inoculation was 100 L. The day of inoculation is called day 0, the next day is called day 1, and so on. From the first day to the last day of the experiment, feed medium was added daily during the boost at a predetermined rate (see below). From the first day to the last day of the experiment, glutamine and glucose were added daily during the boost at a predetermined rate and rule (see below). On the day when the viable cell density was ≧ 2.2 MVC / mL or the third day, whichever was earlier, the temperature was lowered to the production temperature.

(表12)実際の温度および実験条件

Figure 0006021647
*)第0日から第2日の間、pH制御のためにCO2のみを自動添加した。アルカリは、pHが < 6.60になるまで添加しなかった。 (Table 12) Actual temperature and experimental conditions
Figure 0006021647
( * ) From day 0 to day 2, only CO 2 was automatically added for pH control. Alkali was not added until the pH was <6.60.

・ベース培地
2 mMグルタミンが補充された、11.1 mM(2 g/L)グルコースを含むACF培地(ExCell302、SAFC)。最大3日間、すなわちバイオリアクターの無菌試験の間、グルタミンを含まないベース培地を生産用バイオリアクターに移して36.5℃で保存することができる。それ以外の場合は、培地を4℃で保存する。
・ Base medium
ACF medium (ExCell302, SAFC) containing 11.1 mM (2 g / L) glucose, supplemented with 2 mM glutamine. The base medium without glutamine can be transferred to the production bioreactor and stored at 36.5 ° C. for up to 3 days, ie, during bioreactor sterility testing. Otherwise, store the medium at 4 ° C.

・フィード培地
フィード培地E35は、グルタミンを含まず11.1 mMグルコースを含むACF培地で希釈した35 % CHO CD Efficient Feed B(InVitrogenカタログ番号SKU# A10240-01)フィード濃縮物とした。フィード培地は、4℃の暗所で保存した。フィード培地は、培養中室温で最大96時間、すなわち4日間、暗所で維持できる。
-Feed medium Feed medium E35 was a 35% CHO CD Efficient Feed B (InVitrogen catalog number SKU # A10240-01) feed concentrate diluted in ACF medium containing 11.1 mM glucose without glutamine. The feed medium was stored in the dark at 4 ° C. The feed medium can be maintained in the dark at room temperature for up to 96 hours, ie 4 days, during culture.

(表13)1日あたりの添加したフィード培地の容量

Figure 0006021647
(Table 13) Volume of feed medium added per day
Figure 0006021647

・添加物
a) 2500 mMグルコースのストック溶液。b) 200 mMグルタミンのストック溶液。c) アルカリ0.5 M Na2CO3
·Additive
a) Stock solution of 2500 mM glucose. b) 200 mM glutamine stock solution. c) Alkaline 0.5 M Na 2 CO 3 .

・フィード培地、グルコースおよびグルタミンの送達
ブースト中、フィード培地は毎日ポンプ供給した。ブースト中、グルコースおよびグルタミンは、グルコースおよびグルタミンのストック溶液を以下の量で毎日添加し、それらの濃度を所定の目標範囲内で維持した。
• Delivery of feed medium, glucose and glutamine During the boost, the feed medium was pumped daily. During the boost, glucose and glutamine were added daily in the following amounts of glucose and glutamine stock solutions to maintain their concentrations within the predetermined target range.

グルタミン添加ルール:
・第1日から第3日:バイオリアクター中のグルタミン濃度が2 mMとなる容量のグルタミンストック溶液を添加する。
・第4日以降:バイオリアクター中のグルタミン濃度が1 mMとなる容量のグルタミンストック溶液を添加する。
Rules for adding glutamine:
Day 1 to Day 3: Add a volume of glutamine stock solution that results in a 2 mM glutamine concentration in the bioreactor.
-From day 4 onwards: Add a volume of glutamine stock solution that will result in a 1 mM glutamine concentration in the bioreactor.

グルコース添加ルール:
・第0日から第8日:グルコースストック溶液を添加しない。
・第9日以降:生産用バイオリアクター中のグルコース濃度が≦ 8 mMとなった場合、バイオリアクター中のグルコース濃度が8 mMとなる容量のグルコースストック溶液を添加する。
Glucose addition rules:
Day 0 to Day 8: Do not add glucose stock solution.
• After day 9: If the glucose concentration in the production bioreactor is ≦ 8 mM, add a volume of glucose stock solution that results in a glucose concentration in the bioreactor of 8 mM.

方法の全体像:
(表15)培養方法の日単位の全体像

Figure 0006021647
Overall picture of the method:
(Table 15) Daily overview of culture method
Figure 0006021647

実施例10 - α-マンノシダーゼを含む精製生産物の特徴付け
以下の表16は、本発明の精製スキームが、130 kDa糖タンパク質種の比率がそれぞれ75および55 kDaの分解産物と比較して高い割合でα-マンノシダーゼを提供したことを示している。同表はまた、マルチモードリガンドを含む捕捉工程および中間能動工程の両方における改良された洗浄工程ならびにQ sepharose HP洗練工程を含む4工程精製方法を用いる250 L方法が、収率、全体純度および130 kDa種の収率のすべてに関して3工程方法を用いる30 L方法よりも良い結果をもたらしたことを示している。
Example 10-Characterization of a purified product containing α-mannosidase Table 16 below shows that the purification scheme of the present invention has a higher proportion of 130 kDa glycoprotein species compared to degradation products of 75 and 55 kDa, respectively. It was shown that α-mannosidase was provided. The table also shows that the 250 L method using an improved washing step in both capture and intermediate active steps involving multimode ligands and a four-step purification method including Q sepharose HP refinement step yields yield, overall purity and 130 It shows that for all of the yields of kDa species, it gave better results than the 30 L method using the three-step method.

(表16)精製生産物におけるα-マンノシダーゼ種の収率

Figure 0006021647
Table 16: Yields of α-mannosidase species in purified products
Figure 0006021647

種の分布は、3つの方法についての図7のHPLCダイヤグラムで確認され、上表はそれぞれ4工程方法および3工程方法を表している。示されている2工程方法は、マルチモードリガンド工程を用いないものである。左側から見て最初のピークは55 kDa種であり、続いて、それぞれ130 kDa種および75 kDa種である。   The species distribution was confirmed in the HPLC diagram of FIG. 7 for the three methods, the table above representing the four-step method and the three-step method, respectively. The two-step method shown is one that does not use a multimodal ligand step. The first peak seen from the left is a 55 kDa species, followed by a 130 kDa species and a 75 kDa species, respectively.

参考文献

Figure 0006021647
Figure 0006021647
References
Figure 0006021647
Figure 0006021647

Figure 0006021647
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Claims (10)

組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼを含む細胞培養物のフラクションが、マルチモードリガンドを含む樹脂によるクロマトグラフィーに供される、組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼを細胞培養物から精製するための方法であって、樹脂に結合されているマルチモードリガンドが、式(I)、(II)または(III)の物質:
Figure 0006021647
であり、ここで、式(II)および(III)の物質のRは式(IV)の官能基:
Figure 0006021647
であり、かつマルチモードリガンドを含む樹脂から得られる組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼを含む第1の溶出液が、
(i) 組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼを含むフラクションを疎水性相互作用クロマトグラフィー樹脂に適用して、組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼを含む溶出液を供給する工程、
(ii) 組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼを含むフラクションをミックスモードイオン交換樹脂に通して混入物質を保持させ、組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼを含むフロースルー液を供給する工程、および
(iii) 組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼを含むフラクションを陰イオン交換樹脂によるクロマトグラフィーに供して、組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼを含む溶出液を供給する工程
を含む方法にさらに供される、方法。
A method for purifying recombinant human lysosomal α-mannosidase from a cell culture, wherein a fraction of the cell culture containing recombinant human lysosomal α-mannosidase is subjected to chromatography with a resin containing a multimodal ligand, comprising: The multimodal ligand bound to the substance of formula (I), (II) or (III):
Figure 0006021647
Where R of the substances of formula (II) and (III) is a functional group of formula (IV):
Figure 0006021647
And a first eluate comprising recombinant human lysosomal α-mannosidase obtained from a resin comprising a multimodal ligand,
(i) applying a fraction containing recombinant human lysosomal α-mannosidase to a hydrophobic interaction chromatography resin to supply an eluate containing recombinant human lysosomal α-mannosidase;
(ii) passing a fraction containing recombinant human lysosomal α-mannosidase through a mixed-mode ion exchange resin to retain contaminants and supplying a flow-through solution containing recombinant human lysosomal α-mannosidase; and
(iii) A step of subjecting a fraction containing recombinant human lysosomal α-mannosidase to chromatography using an anion exchange resin to supply an eluate containing recombinant human lysosomal α-mannosidase
A method further comprising a method comprising:
組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼを含む細胞培養物のフラクションが、清澄化された未希釈の採取物である、請求項1記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the fraction of the cell culture comprising recombinant human lysosomal α-mannosidase is a clarified undiluted harvest. マルチモードリガンドを含む樹脂にロードされた細胞培養物のフラクションが、イソプロパノールを含む溶液を用いる少なくとも1回の洗浄工程に供される、請求項1または2記載の方法。 The method according to claim 1 or 2 , wherein the fraction of the cell culture loaded on the resin containing the multimodal ligand is subjected to at least one washing step using a solution containing isopropanol. イソプロパノールを含む溶液が、少なくとも1 % (V:V)のイソプロパノールを含む、請求項3記載の方法。 4. The method of claim 3 , wherein the solution comprising isopropanol comprises at least 1% (V: V) isopropanol. 組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼを含む第1の溶出液が、エチレングリコールまたはプロピレングリコールを含む水溶液を用いてマルチモードリガンドを含む樹脂から溶出される、請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the first eluate containing the recombinant human lysosomal α-mannosidase is eluted from the resin containing the multimodal ligand using an aqueous solution containing ethylene glycol or propylene glycol. . 組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼが以下から選択される、請求項1〜5のいずれか一項記載の方法、
(A) SEQ ID NO 2で示される配列を有する組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼ、
(B) SEQ ID NO 2と少なくとも90%の配列同一性を有する配列を有し、リソソームα-マンノシダーゼ活性を有する、組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼ。
The method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the recombinant human lysosomal α-mannosidase is selected from:
(A) a recombinant human lysosomal α-mannosidase having the sequence represented by SEQ ID NO 2;
(B) A recombinant human lysosomal α-mannosidase having a sequence having at least 90% sequence identity with SEQ ID NO 2 and having lysosomal α-mannosidase activity.
a. 第0日に、組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼを産生することができる細胞を、ベース培地を含む生産用リアクターに接種し、細胞培養物を供給する工程、
b. 第1日から少なくとも1度、細胞培養物にフィード培地を添加する工程、
c. 第3日以降または生存細胞密度が2.1 MVC/mLを上回ったときのいずれか早い方において、細胞培養物の温度を、最高でも35℃に調節する工程、および
d. 請求項1〜6のいずれか一項記載の精製方法
を含む、組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼの半回分生産または連続生産のための方法。
a. On day 0, inoculating cells capable of producing recombinant human lysosomal α-mannosidase into a production reactor containing a base medium and supplying a cell culture;
b. adding a feed medium to the cell culture at least once from day 1;
c. adjusting the temperature of the cell culture to a maximum of 35 ° C. after day 3 or when the viable cell density exceeds 2.1 MVC / mL, whichever is first, and
d. A method for semi-batch or continuous production of recombinant human lysosomal α-mannosidase comprising the purification method according to any one of claims 1-6 .
細胞培養物が、動物由来の任意の補助成分を含まない、請求項7記載の方法。 8. The method of claim 7 , wherein the cell culture does not contain any auxiliary components derived from animals. 動物由来の補助成分が、タラ肝油補助成分である、請求項8記載の方法。 9. The method according to claim 8 , wherein the animal-derived auxiliary component is a cod liver oil auxiliary component. 組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼが以下から選択される、請求項79のいずれか一項記載の方法、
(A) SEQ ID NO 2で示される配列を有する組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼ、
(B) SEQ ID NO 2と少なくとも90%の配列同一性を有する配列を有し、リソソームα-マンノシダーゼ活性を有する、組み換えヒトリソソームα-マンノシダーゼ。
The method according to any one of claims 7 to 9 , wherein the recombinant human lysosomal α-mannosidase is selected from:
(A) a recombinant human lysosomal α-mannosidase having the sequence represented by SEQ ID NO 2;
(B) A recombinant human lysosomal α-mannosidase having a sequence having at least 90% sequence identity with SEQ ID NO 2 and having lysosomal α-mannosidase activity.
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